500kV避雷器及CVT不拆引线试验方法及分析.doc

500kV避雷器及CVT不拆引线试验方法及分析摘 要 介绍了拆除500kV避雷器、500kVCVT高压引线头进行试验的缺陷。提出了带引线头进行500kV避雷器、500kVCVT试验的方法及相关的分析和计算。关键词 500kV避雷器；500kVCVT；不拆引线头；试验方法；分析。0 引言在电力系统中，对电气设备进行介质损耗和直流泄漏等测试时，传统的方法都是拆掉该设备的高压引线后进行，以保证测试结果的准确。在35220kV系统，拆除电气设备引线头的工作量不是很大，但在500kV系统中再采用传统的方法拆除引线头进行试验则存在下列问题：(1)、导线截面较大，引线头很重，劳动强度很高，并且不容易拉开引线头与设备间的距离；（2）、反复拆装引线，易造成引线损伤和接触不良的隐患；(3)、高空作业多，增加工作人员的安全风险； (4)、大量的时间耗费拆、搭引线头上。针对上述客观问题，根据相关原理及设备特性，在保证预试准确性的前提下，笔者对隔河岩电厂500kV避雷器及电容式电压互感器(CVT)不拆引线头预试进行分析。1 500kV避雷器试验500kV避雷器为氧化锌避雷器，实际为3 串联，其试验项目包括：(1)、绝缘电阻测试；(2)、U1mA 电压测试；(3)、75U1mA 电压下泄漏电流测试。试验时设备为停电状态，最上节避雷器上端接地，为了叙述方便将避雷器由上而下分别称作第l，2，3节。第1节避雷器试验方法：如图1所示，由于第1节避雷器顶部直接接地，所以试验时直流高压发生器只能接在第1节避雷器底部。根据基尔霍夫定律可知I=I1+I23 。测量U1mA 电压时，由于第2、3 节上电压此时仅为50U1mA电压左右，而且正常的避雷器在75U1mA电压下电流一般都小于50uA，因此在50U1mA电压下电流就更小，实测只有34 A。在测量75U1mA电压下泄漏电流时，第2、3节上电压只有37.5U1mA电压左右，其电流更小，基本为0，因此第2、3节的存在对第1节的影响非常小，完全可以忽略不计。即第1节避雷器U1mA电压就是I=1mA时千伏表显示的电压值，75U1mA 电压下泄漏电流即为电压U=75U1mA时的I值。第2节避雷器试验方法：如图2所示，避雷器第1节顶部直接接地，用直流高压发生器通过高压微安表在第1节底部加直流高压，在第2节底部装一块低压微安表，并且断开第3节计数器的连接线。低压微安表I2就是第2节避雷器的泄漏电流值。试验时应监视高压微安表，因为在此时I=I1+I2。如果避雷器第1节U1mA小于第2节U1mA时，当第2节避雷器升到U1mA时，第1节避雷器由于电阻非线性的缘故将大大超过1mA,此时经过避雷器第1节的电流将超过额定值而发生意外。所以当避雷器第1节U1mA小于第2节U1mA时应在避雷器第3节下端串入一个6kV氧化锌避雷器（接线方法见图3），此时I=I2 +I3 ，第2节避雷器U1mA电压为I2=1mA时千伏表显示的电压值，75U1mA 电压下泄漏电流即为电压U=75U1mA 时I2的值。由于6kV氧化锌避雷器U1mA电压为15kV左右，而单节500kV避雷器U1mA电压为200kV左右，这样就可以保证I2到1mA而I3小于1mA，以保证试验顺利进行，另外，6kV氧化锌避雷器在电流接近1mA时，其两端电压在15kV左右，不会超过避雷器底座耐电强度，因此不会对底座绝缘造成损坏，如果不加它而拆掉计数器，让第3节下端悬空，在加压时可能会对底座绝缘造成损坏。 第3节避雷器试验方法： 第3节避雷器试验接线与图2相似，只是将高压引线接到第2节和第3节之间，第3节底部接入低压微安表。此时与第1节避雷器试验原理相同，第1、2节串联后对第3节的影响可忽略不计。2 500kV CVT试验CVT的基本原理C11、C12、C13为耦合电容器；C2、C14为分压电容；a1、x1、a2、x2为二次绕组；af、xf为剩余绕组；S为保护间隙；XL为补偿电抗器。CVT由三节耦合电容和两节分压电容组成，两节分压电容为一体。其最下节在出厂时和电磁单元连为一体。 C11、C12试验方法： 测试接线如图5所示：C12下端接地，介损测试仪用反接法，测出C11、C12并联后的总电容C及tg ，此时，J点、X点均悬空。然后C12下端不接地(去掉测量端与接地端的的短接线)，介损测试仪用正接法，测出C12 的电容量C12及介质损失值tg12，因为此时C11上端接地，其流过C11的电流将直接到地，不流过测试回路，因此对C12测试不构成影响。如果两节电容器电容量分别为C11、C12 ，其介质损失角正切值分别为tg11、tg12，若2只电容器并联，则有总电容量：C = C11+C12， 总介质损失值：tg =（C11tg11 + C12tg12）(C11+ C12)。通过计算则有：C11= C - C12，tg11=（Ctg - C12tg12）(C- C12)。C13试验方法： 如图6所示：介损测试仪用正接法，测出C13 的电容量C13及介质损失值tg13，因为此时C11上端接地，其流过C11、C12的电流将直接到地，不流过测试回路，因此对C13测试不构成影响。C14与C2串联试验方法：接线如图7所示：试验时采用正接法，CVT二次端子短接接地（避免PT的阻抗特性呈感性），X点打开。由于C2C14，所以X点不会因不接地而对其绝缘造成伤害。3 试验数据对比1、避雷器:相别节别不拆引线拆引线U1mA(KV)I75%U1mA(A)U1mA(KV)I75%U1mA(A)A上节227.229226.032中节223.042222.940下节221.627221.737B上节224.028222.030中节221.232221.939下节223.830223.735C上节225.130224.833中节223.834224.247下节225.828227.4292、CVT:相别电容节别不拆引线拆引线tg（%）Cx（pf）tg（%）Cx（pf）AC110.143197400.06719700C120.096194400.08919450C130.115195000.13319510C140.076194700.11219480BC110.159199500.11819880C120.135198900.14619940C130.121196800.13919690C140.094195900.10619600CC110.148196700.11819640C120.104196200.05919660C130.099196900.10219710C140.078194400.09319460 根据上面2种采用不同方法测试的数据对比，不拆引线和拆引线U1mA 电压最大误差为0.89，泄漏电流均低于标准规定的50uA;电容值最大偏差0.3，小于规程规定的每节电容值偏差不超出额定值-5%+10%，介质损失值均低于规程规定的0.2。所以这两种试验引起的误差不会影响对试验数据的判断分析。4 不拆引线试验注意事项1、直流高压发生器输出电流应大于3mA，做第2节时应同时监视高压微安表读数，防止过电压。2、试验时，考虑高压引线杂散电流的影响，高压引线应使用屏蔽线，尽可能缩短高压引线长度，并考虑引线与被试品的角度等。3、做CVT试验时应将J、X点对地打开，避免出现分流现象，影响试验结果。4、用反接法测量C11、C12时接地引线应可靠接地，避免串入杂散电容，影响试验结果。5、正接法测量C14与C2串联时，CVT二次端子要短接接地。因为当X端悬空，二次绕组不短接时，PT的阻抗特性很有可能呈感性，使得tan测量值偏小，甚至得到负的tan值。电容测量值方面，由于电感L的并联作用使得