程現(xiàn)鐵，杜坤坤，李 斌，國 翠，張澤萌

（國網(wǎng)山東省電力公司濟寧供電公司，山東 濟寧 272000）

0 引言

避雷器交接和例行試驗均需要對1 mA直流參考電壓U1mA及0.75U1mA直流參考電壓下的泄漏電流進行測試，這是因為這2個參數(shù)表明了避雷器特性曲線是否符合要求。直流泄漏電流是表征避雷器絕緣性能的重要特性參數(shù)，直流泄漏電流異常變化應引起重視，需要對避雷器的安全性能進行考慮［1］。

在現(xiàn)場進行1 mA下直流參考電壓和0.75U1mA下的直流泄漏電流測試時，受現(xiàn)場空間狹小、人員無法接近等條件限制，試驗人員通常是把高壓測試線固定在絕緣桿頂部的金屬鉤上，然后用金屬鉤鉤住避雷器的頂部，高壓測試線先順著絕緣桿下來再接入泄漏表頭，這種情況下高壓測試線與避雷器外殼呈現(xiàn)一定的夾角，通常這個夾角小于60°，如圖1所示。高壓引線與避雷器外殼有一定的距離，但由于有夾角的原因導致距離不夠，會對泄漏電流的測試造成影響［2］。另外在使用絕緣桿換相測量時，需要重新將高壓測試線固定，甚至需要搬動試驗儀器，會降低工作效率。因此，設計開發(fā)實用高效的輔助工具，可以大大提高避雷器泄漏電流測試值的精度，使試驗更高效，具有重大的應用價值和社會價值。

圖1 使用絕緣桿測試原理

1 影響避雷器直流泄漏電流的因素

如表1所示，使用傳統(tǒng)絕緣桿進行測試，統(tǒng)計泄漏電流測試值并與歷史值進行比較，測得的平均泄漏電流初值差為132%，而《輸變電狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》對氧化鋅避雷器要求0.75U1mA下的直流泄漏電流初值差≤30%［3］，采用其他方法可判定避雷器本體無異常，主要是測試方法造成直流泄漏電流初值差超標，改進試驗方法降低避雷器直流泄漏電流測試誤差成為需要解決的問題。

表1 避雷器泄漏電流試驗統(tǒng)計

影響避雷器直流泄漏電流測試值大小的因素除了避雷器本身好壞，其他因素主要有溫濕度、避雷器表面污穢，高壓測試線等［4-5］，溫濕度符合要求才可進行現(xiàn)場試驗且試驗結果換算到t=25℃，h=70%，以便進行比較。避雷器表面存在污穢時先進行擦拭再進行試驗，所以表面污穢不是影響測試結果的主要因素。高壓測試線的走線對測試結果產(chǎn)生較大影響。通常情況下，高壓測試線暴露在空氣中，對大地、絕緣桿和相鄰設備有一些表面泄漏電流、雜散電流流過，這些雜散電流及表面泄漏電流較大影響測試結果。為減小雜散電流的影響，將高壓引線與避雷器外殼成垂直角度并盡可能拉大高壓引線與避雷器外殼之間的距離可減小雜散電流影響，使測試值盡可能接近避雷器本體泄漏電流值，是有效改進測試準確性的方法［6-7］。在現(xiàn)場實際測試中，發(fā)現(xiàn)泄漏電流測試值隨避雷器與本體夾角的增大而減小，圖2所示為某變壓器110 kV避雷器泄漏電流在不同夾角下的測試值。因此制作輔助工具使高壓測試線與避雷器本體成垂直角度成為需要解決的問題。

圖2 泄漏電流在不同夾角下測試值

2 輔助工具的設計制作

2.1 輔助工具設計方案比選

多種方案均可使高壓測試線與避雷器本體夾角達到90°，如在原絕緣桿上制作分叉結構、制作直立可伸縮工具、制作避雷器專用卡箍、使用磁鐵配合絕緣桿等，使用磁鐵配合絕緣桿等方案因適用范圍小、難于實現(xiàn)、安全性差而被放棄，初步確定3種方案進行比選，如圖3所示。

方案1：在原絕緣桿上制作分叉結構，用分叉結構支撐測試線，通過調整分叉結構的角度和長度使高壓引線與避雷器本體成所需的角度。

方案2：制作直立可伸縮輔助測試工具，通過調整工具的高度和方向，使高壓引線與避雷器達到所需角度。

方案3：制作避雷器專用卡箍，用絕緣桿將卡箍固定在避雷器加壓處，卡箍的水平延長部分起到支撐高壓引線的目的。

圖3 3種方案示意

對每一項方案從有效性、簡便性、安全性進行綜合評價，方案 2 具有控制測試夾角在（90°±5°）內(nèi)、制作簡便、易于實現(xiàn)、安全穩(wěn)定等優(yōu)點，因此直立可伸縮設計方案成為最終選擇方案。

2.2 輔助工具的設計

設計的輔助工具的組成部分主要是支撐底座、絕緣桿和絕緣橫桿3部分，如圖4所示，支撐底座起到支撐的作用，并可使用螺栓將絕緣桿固定使其豎直，豎直的絕緣桿高度可以調節(jié)，最高可調節(jié)至避雷器頂部位置，絕緣橫桿可使用螺栓固定在絕緣豎桿頂部位置，并與絕緣豎桿呈垂直角度，其四角有4個擋片起到固定高壓測試線的作用。

圖4 輔助工具構造

2.3 輔助工具的制作

支撐底座由圓形鋼底板和鋼立管組成，如圖5所示，圓形鋼底板的直徑為45 cm，厚度為0.8 cm，鋼立管的外徑4.2 cm，管壁厚0.3 cm，內(nèi)徑稍大于絕緣豎桿的外徑，鋼立管的長度為24 cm。用電焊機將圓形鋼底板和鋼立管焊接在一起，為保證支撐效果，鋼立管應在底板正中心，且鋼立管與鋼底板呈90°夾角，在距離鋼底板8cm處鉆孔，安裝配套螺栓，用來固定絕緣豎桿，完成了全部支撐底座的制作。

圖5 輔助工具的制作

絕緣豎桿采用現(xiàn)有的220 kV的驗電棒制作而成，驗電棒共6節(jié)，伸縮回來最短90 cm，易于攜帶，伸展開最大長度為4.9 m，符合一般試驗測試要求。取下頂端驗電裝置，匹配相應螺絲，制作成了絕緣豎桿。

絕緣橫桿使用材料為0.5 cm厚的環(huán)氧樹脂板，水平支撐板的大小為42 cm×8 cm，固定走線的4個擋片大小為7.5 cm×7.2 cm，使用鋁合金金屬片和鉚釘將水平支撐板和擋片鉚接起來，為使裝配起來牢固，在絕緣橫桿的中心位置鉆出相應大小的螺栓孔，整個絕緣橫桿制作完成。

2.4 輔助工具的組裝和試驗

如圖6所示，組裝時，絕緣桿將豎直插入支撐底座中，并用固定螺栓固定，在絕緣桿頂部將絕緣橫桿用螺栓固定使絕緣橫桿與絕緣桿成90°夾角，安裝后絕緣桿呈豎直方向，絕緣橫桿呈水平方向。

輔助工具組裝后進行交流耐壓試驗，經(jīng)試驗符合要求。對輔助工具本體加壓測試輔助工具本體的泄漏電流，泄漏電流為0.5 μA，符合規(guī)程要求，經(jīng)批準投入實際工作中。

測試時，將組裝好的輔助工具放置在合適位置，將測試引線放入絕緣橫桿的線槽內(nèi)，將絕緣豎桿向上延伸至與避雷器頂部齊平，使高壓引線呈水平，這樣保證了測試線與避雷器夾角為90°。

圖6 使用輔助工具測試原理

3 輔助工具的應用分析

現(xiàn)場對220 kV某變電站110 kV線路金屬氧化鋅避雷器做泄漏電流試驗，如圖7所示，使用傳統(tǒng)方法舊式絕緣桿和新式輔助工具分別測量，可看出輔助工具固定牢靠、不易傾倒，絕緣桿向上可伸展至與避雷器頂端水平的位置，底座的支撐和固定保證絕緣桿的豎直和絕緣橫桿的水平，保證測試引線與避雷器夾角為90°。對2種測試方法，重復測試 5次，取平均值，測試結果如圖8所示（測試時溫度、濕度已折算到t=25℃，h=70%）。

圖7 某變電站使用2種方法測試現(xiàn)場

圖8 某變電站使用2種方法測試結果

由圖8可以看出，傳統(tǒng)工具測出的泄漏電流大于20 μA，使用輔助工具后測得的泄漏電流值為10 μA左右，有較大程度減小，符合規(guī)程要求，初步說明輔助工具取得良好測試效果。

后期使用輔助工具對更多避雷器進行測試，測試結果如表5所示，可以看出初值差降低到20%左右，并且使用輔助工具后，測得初值差穩(wěn)定性較好。如圖9所示，經(jīng)統(tǒng)計初值差由原來傳統(tǒng)方法測得的132%降低為21%，符合初值差≤30%的要求，說明制作的輔助工具取得良好的實際應用效果。

表5 使用輔助工具測試試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖9 傳統(tǒng)方法和使用輔助工具測得初值差對比

4 結語

傳統(tǒng)方法使用絕緣桿測試時會出現(xiàn)試驗誤差，這對避雷器狀態(tài)評價產(chǎn)生影響，甚至會出現(xiàn)錯誤判斷，需要耗費人力財力物力去更換沒有問題的避雷器，而當避雷器出現(xiàn)問題時使用傳統(tǒng)工具無法正常判斷造成遺漏，給電網(wǎng)的安全運行留下隱患，一旦出現(xiàn)過電壓避雷器無法正常工作就會損壞正常運行的電力設備。另外試驗人員需要花費較多時間排除測試線對試驗結果的影響，影響試驗工作的正常開展，降低了工作效率。輔助工具可以保證測試線與避雷器外殼成垂直角度，提高了測試精度，將泄漏電流初值差降低到30%以下，避免因人為因素造成試驗數(shù)據(jù)不準確，提高了泄漏電流測試的可靠度和工作效率，確保避雷器狀態(tài)評價的準確性，節(jié)約人力財力物力，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。