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(huì)使內(nèi)部閥片發(fā)熱,可能會(huì)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(duì)避雷器進(jìn)行停電試驗(yàn)顯得尤為重要。避雷器的停電試驗(yàn)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(yàn)時(shí)基本不受外界干擾電流影響,試驗(yàn)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(shí)若采用常規(guī)的接線桿或人工登高接線,經(jīng)常會(huì)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(duì)地電暈電流等)影響等現(xiàn)象,大大降低試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,引起試驗(yàn)結(jié)論的誤判。因此,本文旨在研制一種新型高壓試驗(yàn)避雷器接線桿,避免人員登高使用屏蔽法接線,同時(shí)使該成品試驗(yàn)時(shí)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(yàn)接線桿設(shè)計(jì)思路

為消除外界干擾電流,需要對(duì)避雷器進(jìn)行有效屏蔽。在220kV及以上避雷器試驗(yàn)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(shí)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(yàn)接線桿設(shè)計(jì)思路分為主體桿設(shè)計(jì)及接線環(huán)設(shè)計(jì)兩部分(圖1),實(shí)現(xiàn)的功能包括:

圖1220kV及以上新型避雷器高壓試驗(yàn)接線桿設(shè)計(jì)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(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力物力。基于這個(gè)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(shí)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(yàn)時(shí)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(yàn)中高壓引線只需要一點(diǎn)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(duì)屏蔽線環(huán)重新進(jìn)行了設(shè)計(jì),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(shí)在環(huán)內(nèi)加裝活動(dòng)的金屬彈簧圈,滿足屏蔽線環(huán)套進(jìn)避雷器器身時(shí)金屬彈簧圈能完全包圍纏繞器身,達(dá)到試驗(yàn)時(shí)屏蔽外部干擾電流的效果。

由于變電站中不同廠家、型號(hào)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(shí),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(yàn)結(jié)果對(duì)比

結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)工作,我們對(duì)新型避雷器高壓試驗(yàn)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(shí),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(yàn)接線桿

同時(shí),我們分別記錄不加屏蔽、使用新型避雷器高壓試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性大大提高。

5結(jié)語

隨著高壓試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的試驗(yàn)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(yàn)接線桿作為一個(gè)新成品,有效解決了避雷器試驗(yàn)時(shí)受外界干擾電流影響的問題,對(duì)新型試驗(yàn)方法的探索具有積極的意義。