引言

避雷器是保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備免受過電壓損壞的設(shè)備。避雷器長期在工作電壓下,電流的有功分量會使內(nèi)部閥片發(fā)熱,可能會引起閥片的老化、熱擊穿,甚至導(dǎo)致避雷器在運(yùn)行中爆炸,危害電力設(shè)備的安全運(yùn)行。因此,定期對避雷器進(jìn)行停電試驗顯得尤為重要。避雷器的停電試驗一般有絕緣電阻測試、直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下泄漏電流測試。110kV及以下避雷器多采用單節(jié)結(jié)構(gòu),高壓試驗時基本不受外界干擾電流影響,試驗結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確。而220kV及以上避雷器多采用分節(jié)避雷器,0.75U1mA下泄漏電流測試時若采用常規(guī)的接線桿或人工登高接線,經(jīng)常會出現(xiàn)接線松脫或受外界干擾電流(多為避雷器表面泄漏電流、線路干擾電流、高壓引線對地電暈電流等)影響等現(xiàn)象,大大降低試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,引起試驗結(jié)論的誤判。因此,本文旨在研制一種新型高壓試驗避雷器接線桿,避免人員登高使用屏蔽法接線,同時使該成品試驗時滿足接線牢固及避免受外界干擾電流影響的要求。

1220kV及以上新型避雷器高壓試驗接線桿設(shè)計思路

為消除外界干擾電流,需要對避雷器進(jìn)行有效屏蔽。在220kV及以上避雷器試驗中通常采用高壓屏蔽:高壓引線從直流高壓發(fā)生器輸出,連接到避雷器的法蘭處,屏蔽線則在該法蘭上三裙的表面纏繞一圈緊密的裸銅線,裸銅線同時與高壓引線相連。

基于此屏蔽方法,220kV及以上新型避雷器高壓試驗接線桿設(shè)計思路分為主體桿設(shè)計及接線環(huán)設(shè)計兩部分(圖1),實現(xiàn)的功能包括:

圖1220kV及以上新型避雷器高壓試驗接線桿設(shè)計圖

(1)主體桿整體部分包括桿頭、主體和手柄。主體為絕緣桿,一端固定安裝有桿頭,另一端安裝有手柄。

(2)將以往加壓的鉗形卡頭改進(jìn)成新型的環(huán)形卡頭,使卡頭與避雷器接觸更加緊密。

(3)在桿頭部分增加新的結(jié)構(gòu)一屏蔽線環(huán),用于屏蔽避雷器的外界干擾電流。

2主體桿制作

220kV及以上避雷器器身較高,采用傳統(tǒng)的接駁型絕緣桿或操作高空作業(yè)車來接線,都會耗費(fèi)大量的時間和人力物力?；谶@個原因,我們使用了新采購的伸縮型絕緣桿,該絕緣桿絕緣性能良好,且最大能伸至15m的高度,一人操作即可,操作方便,節(jié)省時間。

選取合適的伸縮型絕緣桿后,我們還制作了伸縮型絕緣桿與接線環(huán)部分的連接件,使之適配接線環(huán),操作簡易,方便連接。

3接線環(huán)制作

接線環(huán)分為高壓引線環(huán)和屏蔽線環(huán)兩部分。220kV及以上避雷器多由兩節(jié)或三節(jié)避雷器串聯(lián)而成,而兩兩之間由金屬法蘭拼接固定。由于直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下泄漏電流試驗時高壓引線處于法蘭處,屏蔽線處于法蘭上方三裙的位置,高壓引線與屏蔽線位置相距較近,我們把高壓引線環(huán)與屏蔽線環(huán)固定在同一支撐物上,通過連接件連接到伸縮型絕緣桿的頂部。

傳統(tǒng)的舊式接線環(huán)環(huán)口寬度合適,有一定的彈簧壓力,能夠很好地卡住避雷器器身或者法蘭,但不能做到全包圍。由于避雷器試驗中高壓引線只需要一點接觸法蘭即可,屏蔽線需要引線全包圍纏繞避雷器的器身,所以舊式接線環(huán)只考慮制作成高壓引線環(huán)。

為解決屏蔽線全包圍纏繞器身的問題,我們對屏蔽線環(huán)重新進(jìn)行了設(shè)計,嘗試在舊式接線環(huán)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),增大其半徑,同時在環(huán)內(nèi)加裝活動的金屬彈簧圈,滿足屏蔽線環(huán)套進(jìn)避雷器器身時金屬彈簧圈能完全包圍纏繞器身,達(dá)到試驗時屏蔽外部干擾電流的效果。

由于變電站中不同廠家、型號的220kV及以上避雷器器身直徑差距不大,通過量尺,我們確定避雷器器身的直徑,以此作為金屬彈簧圈的直徑,為23cm。由于屏蔽線環(huán)的直徑近似為金屬彈簧圈直徑的2倍,我們把屏蔽線環(huán)直徑定為46cm。同時,在外環(huán)和內(nèi)金屬彈簧圈之間加裝緩沖彈簧,以保證金屬彈簧圈能自由緊密地套住避雷器器身。

4現(xiàn)場試驗結(jié)果對比

結(jié)合現(xiàn)場試驗工作,我們對新型避雷器高壓試驗接線桿進(jìn)行了現(xiàn)場測試(圖2)。當(dāng)整套接線環(huán)套進(jìn)避雷器器身時,高壓引線環(huán)卡在避雷器法蘭處,而上方屏蔽線環(huán)內(nèi)的金屬彈簧圈能緊密地包圍纏繞著避雷器器身,達(dá)到屏蔽外界干擾電流的作用。

圖2現(xiàn)場使用新型避雷器高壓試驗接線桿

同時,我們分別記錄不加屏蔽、使用新型避雷器高壓試驗接線桿、酒精清抹后測得的泄漏電流數(shù)值,如表1所示。

由表1可知,使用新型避雷器高壓試驗接線桿比不加屏蔽的泄漏電流值大大減少,接近酒精清抹后的數(shù)據(jù),也就是說,應(yīng)用新型避雷器高壓試驗接線桿后,屏蔽效果得到了很大改善,幾乎徹底清除了外界干擾電流,試驗結(jié)果準(zhǔn)確性大大提高。

5結(jié)語

隨著高壓試驗技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的試驗方法已不能滿足發(fā)展的需求。本文所述的新型避雷器高壓試驗接線桿作為一個新成品,有效解決了避雷器試驗時受外界干擾電流影響的問題,對新型試驗方法的探索具有積極的意義。