楊 力 高立超 楊志華 龔 源

（1. 國網(wǎng)甘肅省電力公司，蘭州 730030；

2. 國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，蘭州 730070）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力供應(yīng)逐漸供不應(yīng)求，特別是我國的資源分布極不均勻，風(fēng)電、光伏、水電等可再生電力資源多集中在中西部，而用電需求較高的省份多集中在東部及沿海地區(qū)，所以大容量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶馗邏褐绷鬏旊姽こ瘫淮罅客度胧褂茫鴵Q流站直流場大量使用了多柱并聯(lián)的直流氧化鋅避雷器，在對這些避雷器進(jìn)行交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)時必須進(jìn)行直流參考電壓和泄露電流的測量[1-2]。并聯(lián)避雷器相互之間的距離較近，且安裝高度均很高，如果采用單柱試驗(yàn)法對每一只避雷器進(jìn)行單獨(dú)試驗(yàn)，就必須使用吊車將避雷器拆下放在地面上進(jìn)行測量，試驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行安裝，這就增加了工作量，特別是在進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時，試驗(yàn)工期緊，任務(wù)重，很難在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有的試驗(yàn)工作，且頻繁的拆卸和安裝容易造成避雷器損壞，達(dá)不到預(yù)期的試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

為了提高工作效率，保證人身和設(shè)備安全，在不拆除避雷器的情況下可以準(zhǔn)確的測量避雷器直流參考電壓和泄露電流，本文介紹了一種低壓微安表測試法，較好地解決目前特高壓換流站直流場多柱并聯(lián)避雷器交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)存在的測試難的問題，并通過對酒泉±800kV特高壓直流換流站直流場并聯(lián)避雷器的實(shí)際測試結(jié)果對比和分析說明了該方法的可行性。

1 ±800kV直流場直流避雷器介紹

直流避雷器的運(yùn)行條件和工作原理與交流避雷器有很大的差別，首先正常運(yùn)行時直流避雷器的發(fā)熱較嚴(yán)重；其次直流避雷器的外絕緣水平要求高。直流避雷器的運(yùn)行條件要比交流避雷器的嚴(yán)酷的多，因而對直流避雷器提出的技術(shù)要求很高[3-4]。本文就以酒泉±800kV特高壓換流站換流站中并聯(lián)避雷器為例進(jìn)行測試分析。

酒泉±800kV特高壓換流站直流場有多種并聯(lián)避雷器，從安裝結(jié)構(gòu)上講，大致可以分為兩類：①以中性線區(qū)域?yàn)榇淼亩嘀⒙?lián)避雷器，②過零振蕩裝置為代表的多柱串并聯(lián)避雷器。

1.1 多柱并聯(lián)型避雷器

酒泉±800kV特高壓換流站直流場中性線和旁路線避雷器均采用多支柱并聯(lián)型避雷器，分別如圖1和圖2所示。這兩種避雷器都是測量直流4mA下參考電壓和0.75倍參考電壓下泄漏電流，這種避雷器參考電壓高，避雷器相互間距離近，試驗(yàn)具有很大的困難。

圖1 酒泉換流站極Ⅰ中性線避雷器F1

圖2 酒泉換流站旁路線避雷器F3

1.2 多柱串并聯(lián)型避雷器

酒泉±800kV特高壓直流換流站過零振蕩裝置避雷器均安裝在振蕩裝置平臺上，采用多支柱串并聯(lián)，這種避雷器先是上下兩節(jié)避雷器串聯(lián)，然后12只避雷器再進(jìn)行并聯(lián)，如圖3所示。這種避雷器都是測量直流1mA下參考電壓，參考電壓低，但相互間距離近，且上下兩節(jié)串聯(lián)使用，所以試驗(yàn)也具有很大的困難。

圖3 酒泉換流站過零振蕩裝置避雷器

2 多柱并聯(lián)避雷器試驗(yàn)方法分析

2.1 常規(guī)試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)備概況

目前直流場金屬氧化物避雷器的交接試驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)的主要試驗(yàn)項(xiàng)目是進(jìn)行直流參考電壓和0.75倍參考電壓下泄漏電流的測量，直流參考電壓主要為了檢查避雷器閥片是否受潮，動作性能是否符合要求，0.75倍參考電壓下泄漏電流是檢查長期允許工作電流是否符合要求[5-6]。特高壓直流避雷器直流參考電壓與泄漏電流試驗(yàn)與常規(guī)避雷器有較大不同，每只并聯(lián)避雷器的直流參考電壓應(yīng)在制造廠選定的直流參考電流下進(jìn)行，0.75倍直流泄漏電流應(yīng)不超過50μA[7]。對于多支柱并聯(lián)避雷器，各避雷器相互間距離太近，采用常規(guī)試驗(yàn)方法只能將避雷器依次拆下，然后進(jìn)行單支試驗(yàn)，試驗(yàn)接線如圖 4所示。

圖4 避雷器泄漏電流測量示意圖

并聯(lián)避雷器兩支之間的距離一般只有 5～30cm，在不拆除避雷器的情況下，如果進(jìn)行單只加壓的話，必然就會造成對其他避雷器的放電擊穿，無法實(shí)現(xiàn)對直流參考電壓和直流泄漏電流的測試目的，只能拆除后進(jìn)行單只試驗(yàn)，造成很多的不便，增加了工作量。

有部分換流站對此類避雷器預(yù)試時多采用不拆線直接測試，假設(shè)為n柱，試驗(yàn)采用n mA泄漏電流下的參考電壓和 0.75倍參考電壓下總的泄漏電流。這種試驗(yàn)方式雖然簡便，但對于試驗(yàn)結(jié)果的判定目前還沒有相關(guān)依據(jù)支撐[8-9]。特別是泄漏電流的測試，其實(shí)只是測量了所有避雷器的總泄漏電流，無法對每一支避雷器進(jìn)行精確分析[10]。

2.2 低壓微安表法測試方法介紹

使用低壓微安表測試法可以解決這個問題。首先將避雷器高壓端引線拆除，并將所有并聯(lián)避雷器高壓端短接，直流高壓發(fā)生器直接從高壓側(cè)加壓，并通過高壓發(fā)生器頂端的高壓微安表監(jiān)測所有并聯(lián)避雷器總的泄漏電流。其次打開所有避雷器低壓端與放電計數(shù)器的連接，將需要測試的一只避雷器的低壓端串聯(lián)一個低壓直流微安表后接地，其他避雷器低壓端直接接地，這樣可以通過低壓微安表單獨(dú)監(jiān)測被測避雷器的泄漏電流，當(dāng)?shù)蛪何脖淼闹甘镜竭_(dá)規(guī)定的電流時，記錄避雷器的參考電壓，然后把參考電壓降到0.75倍，再通過低壓微安表記錄被測避雷器的泄漏電流。

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場對酒泉換流站直流場中一組中性線避雷器和一組旁路避雷器分別進(jìn)行了試驗(yàn)對比分析。首先通過上面所說的方法，采用低壓微安表法對避雷器直流參考電壓和泄露電流進(jìn)行測量，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后使用吊車將避雷器拆除后放到地下單獨(dú)試驗(yàn)，進(jìn)行單只避雷器測量，通過實(shí)際測量數(shù)據(jù)比對，對低壓微安表法進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

1）酒泉±800kV直流換流站直流場極Ⅰ中性線避雷器為4節(jié)并聯(lián)型避雷器，如圖1所示，該避雷器型號為 YH2WCBN2-304/408，直流 4mA參考電壓≥300kV，0.75倍 U4mA泄漏電流≤200μA，高壓端并聯(lián)短接，中間距離10cm左右。

采用兩種測試方法測試結(jié)果分別見表1至表3。

表1 并聯(lián)整體加壓高壓微安表測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 并聯(lián)整體加壓低壓微安表試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 單只避雷器加壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2）酒泉±800kV直流換流站直流場旁路避雷器為6節(jié)并聯(lián)型避雷器，如圖2所示，該避雷器型號為 YH2WCBN2-304/408，直流 4mA參考電壓≥300kV，0.75倍 U4mA泄漏電流≤200μA，上端通過扁鐵并聯(lián)短接，中間距離約為15cm左右。

采用兩種測試方法測試結(jié)果分別見表4至表6。

表4 并聯(lián)整體加壓高壓微安表測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表5 并聯(lián)整體加壓低壓微安表試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表6 單支避雷器加壓測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由兩組避雷器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：

1）對避雷器分別進(jìn)行單柱測量時，不存在外界的干擾因素，不同柱避雷器的直流4mA下的參考電壓并沒有明顯差異，0.75倍參考電壓下的泄漏電流也很小，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2）通過低壓微安表法測量時，由于受各避雷器之間的影響，在空間會有一定的雜散電流存在，所以當(dāng)?shù)蛪何脖盹@示為4mA時，高壓微安表的讀數(shù)就已高于各單只避雷器的泄漏電流總和。

3）低壓微安表法測試的直流4mA下的參考電壓與單柱測量的結(jié)果相比，低壓微安表法測試結(jié)果略小，但是試驗(yàn)結(jié)果均符合避雷器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，可以作為避雷器交接驗(yàn)收和預(yù)防性試驗(yàn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)。0.75倍參考電壓下的泄漏電流與單獨(dú)試驗(yàn)相比也沒有明顯變化，說明測試數(shù)據(jù)合格。

3 結(jié)論

對于多柱單節(jié)并聯(lián)避雷器可以采用低壓微安表法測量參考電壓和泄漏電流，測試結(jié)果與出廠值與單獨(dú)測試結(jié)果相比沒有明顯的差別，故而可以代替常規(guī)試驗(yàn)方法，既節(jié)約了人力物力，提高工作效率，又可以保證設(shè)備避雷器安全，交接驗(yàn)收試驗(yàn)所測得的數(shù)據(jù)還可以作為以后避雷器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

由于對并聯(lián)避雷器進(jìn)行并聯(lián)加壓，所以要求直流高壓發(fā)生器輸出電流較大。以酒泉±800kV直流換流站直流場旁路避雷器為例，整體加壓時高壓側(cè)輸出電流超過 24mA，所以要求發(fā)生器有較高的輸出容量，且高壓微安表有至少30mA的量程，不然就會損壞試驗(yàn)設(shè)備。

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