摘要：由于变电站站内线路避雷器接线结构为倒挂在门型构架上，底端直接经过门型构架接地的特点，对其无法进行带电试验，必须依赖停电试验。但停电试验又受制于停电检修计划，很多线路由于种种原因并未能如期停电检修，且设备架设较高（超过10米）停电试验难度较大，导致设备超过状态检修周期未进行试验，无法掌握该设备的健康状况，在网运行存在着很大的隐患问题。针对上述问题，拟将悬式避雷器尾端不经门型构架接地，而对其加装绝缘底座，使得其与底座之间可靠绝缘后将其尾端用接地引下线由门型构架上引下后经放电计数器接地，如此一来可供带电检测试验使用。通过对其进行改造后利用每年防雷工作对其进行带电检测。
关键词：避雷器；停电检测；带电检测；防雷
Research on Modification of 110 kV Surge Arrester and New Test Method
tanzhan
Xi'an power supply company 159 Huancheng East Road，Xi'an City code710032
Abstract：Because the connection structure of line arrester in substation station is hanging upside down on the portal frame，and the bottom end is grounded directly through the portal frame，it can not carry out live test，so it must rely on power cut test.However，blackout test is also restricted by the blackout maintenance plan.Many lines fail to repair on schedule due to various reasons，and it is more difficult to erect the equipment（more than 10 meters）.As a result，the equipment has not been tested beyond the condition maintenance cycle，and the health status of the equipment can not be grasped.There is a great hidden in the operation of the network.Patient problems.In view of the above problems，it is proposed that the tail end of suspended lightning arrester should be grounded without portal frame，and an insulated base should be installed to make the tail end of suspended lightning arrester reliably insulated from the base and then grounded by grounding lead and discharge counter after being pulled down from the portal frame，so that it can be used for live detection test.After modification，it is tested by annual lightning protection.
Key words：arrester live test cut test lightning protection
一、研究背景
变电站站内线路悬式避雷器接线结构为倒挂在门型构架上，底端直接经过门型构架接地的特点，对其无法进行带电试验，必须依赖停电试验。但停电试验又受制于停电检修计划，很多线路由于种种原因并未能如期停电检修，且设备架设较高（超过10米）停电试验难度较大，导致设备超过状态检修周期未进行试验，无法掌握该设备的健康状况，在网运行存在着很大的隐患问题。因其安装方式的特点无法开展状态检修试验，均采取按更换周期申请设备停电对其进行更换。需进行高空作业，由2人配合对避雷器进行拆除、更换工作，1人监护，时间至少四个小时。停电更换受制于停电检修计划，需高空作业拆接引线，工作难度大、危险性高、停电时间紧、任务重、无法保障工作人员人身安全及设备健康状况。
二、改造原理
YH10WX5-108/268W型线路专用悬式避雷器，接线方式和结构都是首端接110kV线路高压引线，尾端倒挂在门型构架上经门型构架直接接地，其接线方式及结构不具备带电检测条件。将110kV悬式避雷器尾端不经门型构架接地，而是加装底座后，将其尾端接地端用接地引下线从门型构架上经管道引到门型构架的杆塔上距离地面高度2.5米处经放电计数器（带泄漏电流检流计型）接地。如此以来，就可利用每年防雷工作对其进行带电检测。
三、方案具体情况如下
1.悬式避雷器加装的绝缘底座选取方案：
考虑到若加装避雷器底座不满足对悬式避雷器拉力的要求[1]，经分析讨论采取在悬式避雷器底端加装一片悬式绝缘子作为底座绝缘，此悬式绝缘子可提供35kN拉力，不仅可以满足拉力要求，也满足陕西省电力公司对于避雷器底座绝缘电阻应大于100MΩ的要求[2]。本次改造选用天润电气公司防污型悬式绝缘子。
2.放电计数器的选取方案：
依据要求110kV及以上电压等级避雷器宜安装电导电流在线监测表计[3]。故选取西安高压电磁厂出品带有电导电流在线监测表计功能的JCQ-10/1000型避雷器放电计数器。
3.接地引下线的选取方案：
防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。并且满足（1）用软铜线作引下线，其截面积不得小于25mm2；（2）引下线应沿建筑物外墙敷设，并应避免弯曲，经最短途径接地[4]。
故此次改造选用带有透明绝缘护套横截面积为25mm2的多股软铜线。
依据避雷器带电检测试验原理：运行状态的氧化锌避雷器，在运行电压下的总泄漏电流包括阻性电流和容性电流。在正常情况下流过金属氧化物避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占很小的一部分，约为10%-20%。研究表明氧化锌避雷器的内部受潮、内部原件绝缘不良、阀片严重老化及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流却大大增加。因此监测运行情况下的泄漏电流尤其是阻性电流可以有效地反映氧化锌避雷器的绝缘状态。当避雷器污秽严重或受潮，结果为阻性电流的基波成分增长较大，谐波的含量增长不明显。当避雷器氧化锌阀片老化时，结果为阻性电流谐波的含量增长较大，基波成分增长不明显。当避雷器发生均匀劣化时，底部容性电流不发生变化；发生不均匀劣化时，底部容性电流增加。避雷器有一半发生劣化时，底部容性电流增加最多。[5]
根据以上原理，测试运行电压下氧化锌避雷器的泄露全电流、阻性电流、功率损耗、谐波电流就可以判断氧化锌避雷器自身的变化情况，并且受天窗时间和天气状况的影响较小。所以，此次改造可行性得到有利验证。
四、方案效果实施
对西安供电公司110千某变电站站内1198台涝线悬式避雷器现场进行了改造实践。对改造过程中所需使用到的防污型悬式绝缘子进行了绝缘电阻试验。停电后，改造前先对1198台涝线A相、B相、C相三只悬式避雷器进行了停电绝缘电阻、直流1mA电压（U1mA）及0.75 U1mA下的泄漏电流试验。
经过绝缘电阻、直流1mA电压（U1mA）及0.75 U1mA下的泄漏电流试验，1198台涝线A相、B相、C相三只悬式避雷器试验数据合格，设备状况良好，适宜现场对其进行改造。该避雷器于2016年根据停电计划进行了改造，现场改造后效果如图所示
图1：现场改造后效果图
Fig.6：Result drawing after site modification
改造后，不再需要高空作业并且不再受制于停电计划，可利用每年防雷工作对其进行带电检测。西安供电公司于2017年春季例行防雷试验时对该改造后的避雷器进行全电流测试、阻性电流测试和计数器动作检测。在运行情况下测量避雷器的全电流和阻性电流基波峰值，根据这两个值的变化来判断避雷器内部是否受潮、金属氧化物阀片是否发生劣化等[6]。
当测量值与初始值比较，阻性电流增加1倍时，应停电检查。很多实测例子表明，阻性电流增加30％～50％时，就应注意加强监测，这就需要加强变电站值班人员的日常巡视制度。当阻性电流增加1倍时就应报警，安排停运检查。在线监测或带电测量原则上可以代替部分停电试验，但是，当在线监测发现绝缘有问题时，还应停电试验。
五、经济效益分析
对于单设备，停电检修次数可减少1次，预计每年可产生经济效益五万五千元。该类设备共计85组，以改造前每3年为一个更换周期计算，预计改造后较改造前每个更换周期内可产生经济效益四百余万元。此改造项目不仅提高了经济效益，更大大加强了电网供电可靠性，避免了因设计原因无法检测避雷器的问题。
结束语
本改造方案可使避雷器检测最大限度地避免了受停电检修计划影响，可以跟随每年防雷工作对此变电站站内悬式避雷器一年进行一次例行试验，及时了解设备工况，消除超周期运行情况，保障了设备的安全稳定运行；不仅解决了此类设备试验难的问题，而且解决了受制于停电计划，需高空作业风险大等难题。节省了大量人力物力，提高了状态检修试验效率及完成率，减轻了检修人员的劳动强度、减少了设备停电时间，提高了设备供电可靠性要求。本项目率先在西安供电公司使用良好，无安全隐患。推荐在全省公司内推广应用。
参考文献：
[1] 《110~750kV架空输电线路设计技术规定》（GB 50545-2010）Technical Regulations for the Design of 110-750 kV Overhead Transmission Lines（GB 50545-2010）
[2] 《电力设备试验交接规程》（Q/GDW26 1001-2015）Regulations for Test Handover of Electric Power Equipment（Q/GDW26 1001-2015）
[3] 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》12.7.4 State Grid Corporation's Eighteen Major Anti-accident Measures for Power Grid 12.7.4
[4] 《电气装置安装工程施工及验收规范》Code for Construction and Acceptance of Electrical Installation Engineering
[5] 袁海燕， 庄燕飞， 任庆帅， 等. 改进的特高压金属氧化物避雷器带电测试方法[J]. 电瓷避雷器， 2011， （6）：76-80. yuanhaiyan，zhuangyanfei，renqingshuai，ed，al.An improved live test method for UHV metal oxide arresters [J] electric ceramic arresters，（2011），（6）：76-80.
[6] 国家电网公司变电检测通用管理规定第16分册--泄漏电流检测细则General Management Regulations for Substation Detection of State Grid Corporation Volume 16--Leakage Current Detection Rules
论文作者:谭展
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：避雷器论文; 电流论文; 构架论文; 设备论文; 对其论文; 防雷论文; 底座论文; 《电力设备》2019年第6期论文;