提升避雷器阻性电流测试试验效率的研究

提升避雷器阻性电流测试试验效率的研究

(国网山西省电力公司检修分公司山西太原030031)

摘要:避雷器是用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害,并限制续流时间,也常限制续流赋值的一种电器。该电器以其优异的保护性能,广泛应用于众多变电站中。根据《Q/GDW1168-2013输变电设备状态检修规程》中相关条款的规定,所有电压等级的避雷器都应进行周期为半年的持续运行电压下的泄漏电流的带电测试这一试验,该试验在现场有着工作时间长,工作效率低下的问题。本文通过分析统计,得出了问题症结在于35kV避雷器泄露电流带电测试耗时时长远高于其他电压等级。本文所选课题就是解决现场35kV电压等级避雷器泄漏电流带电检测试验过程用时过长这一问题。

关键词:电气试验;避雷器;泄露电流

0引言

通过氧化锌电阻片的电流叫做氧化锌避雷器的泄漏电流,也被认为成避雷器的总泄漏电流。正常的额定工频电压下,避雷器可看成是一个绝缘体,因此考虑到电压波动范围,指标定为在0.75Ue下泄漏不大于50,原则上越小越好。泄漏电流可以反应避雷器的绝缘情况,是运行电压下判断避雷器好坏的重要手段。氧化性避雷器在运行中,由于阀片的老化以及受热和冲击破坏引起的故障,必须对其进行及时的预试,而相邻的电器主设备往往不能及时停运,因而必须采用带电测量的方法对氧化锌避雷器进行测量。测量时,为了取泄露电流,通常利用仪器的配线将泄露电流表短接,如图所示,将仪器输入线接至泄露电流表上端与避雷器相连的引线,再配合地线,即可将泄露电流表短接。近年来,随着国民经济的飞速发展与智能电网的建设,对于缩短停电时间的要求也水涨船高,设备检修停电时间与电气试验的完成效率有直接的关系,提高试验效率,是目前高压电气试验业界内亟待解决的课题。

1避雷器测试耗时长的原因

避雷器泄漏电流测试试验一向存在着耗时过长,工作效率等诸多问题。在目前的500kV变电站现场,通常存在有三种电压等级的避雷器:500kV、220kV、35kV,结合试验工作经历讨

论后发现,三种电压等级的避雷器泄漏电流的测试时长并不相同,将所有变电站及开关站的避雷器不同电压等级下的测试情况进行了统计,由统计数据可得,试验过程中,35kV电压等级避雷器带电测试时间过长正是问题症结,在共计9个变电站及开闭站的试验过程中统计得出,35kV避雷器带电测试的平均耗时达到了18.5分钟。为此,特意追踪了某一次35kV电压等级单相避雷器带电测试的过程,并进行了步骤分解,结果发现,35kV避雷器泄漏电流带电测试时间过长的主要原因是接线过程耗时过长。

避雷器的泄漏电流需要将避雷器正下方的泄露电流表通过仪器配线来短接,而35kV电压等级的避雷器泄漏电流表这一设备与其他电压等级不同,离地距离较高,接线过程中,大量的时间耗在了将试验短接线架高接至表头上方这一过程,大量统计数据可以得出结论,该电压等级下试验时间与表头离地高度呈正相关分布。

所以不难看出,避雷器阻性电流带电测试耗时长,归根结底原因是35kV避雷器阻性电流表头离地过高导致。

2加速避雷器阻性电流测试试验的研究

针对35kV避雷器泄漏电流带电检测中,因设备离地过高导致接线困难浪费时间这一问题,通过之前的分析,不难得出:35kV避雷器带电测试耗时较长的原因是接线阶段效率低。为此笔者作设想:只要通过正确使用专用接线杆,便可以克服高空接线这一障碍,将试验接线近似模拟成低空操作,接近于500kV及220kV的试验时间,大大缩短试验总时间。避雷器试验接线杆需要做到便捷实用且对于试验设备的数据不产生干扰,所以在材料及结构的选择上需要正确抉择。

通过进行受力性试验,在保持被测表头引线扁钢规格一定的情况下,测量该扁钢的受力情况来考察连接紧固程度,试验结果如图表明,在选定的金属卡钩与金属卡钳的选择上,卡钳不受恶劣天气(大风)的干扰,使用简便,无需额外人力协助。而在钳口与内部引线的选择上,基于不干扰正常试验数据及成本的考虑,拟定采用铜制作接触电阻较为良好的钳口与引线。为了结实耐用便于携带,拟定采用PVC作为杆身材料。

通过制作好的接线杆的配合,笔者在检修试验现场,保证安全前提下对接线杆进行实际试验检验。试验过程中发现,35kV电压等级下一组避雷器泄漏电流测试平均时间降至7分钟,实现并超出预期目标,显著降低了接线拆线的时间。现场检验的成果,为该研究的推广带来了信心。

3提升避雷器阻性电流测试效率方法的推广

为了将研究成果推广用于现场作用中,笔者在所在生产单位将避雷器泄漏电流带电测试专用接线杆设计及制作资料、图纸归档;将采用避雷器泄漏电流带电测试专用接线杆协助试验的方法列入了避雷器泄漏电流带电测试试验作业指导书。

在研究完成后的秋季检修后,将该研究成果推广于现场大规模工作之中,为检验研究成果,笔者计划采用科学的统计学工具进行调研。控制图(Controlchart)是对生产过程中的关键质量特性值进行测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法,根据假设检验的原理构造一种图,用于监测生产过程是否受控,是统计质量管理的一种重要手段。由于本次研究成果是否能成功提升效率基于对于推广后试验时长的统计,样本量大,数据分布广,难以直观估量成果效益,故采用控制图法进行效果检查的统计。

在实际操作中,选定特性值,将试验时间(以秒为单位)应当加以研究并由控制图加以控制的重要特性。确定样本容量及抽样间隔。每个样本的容量n,少则不精确,个数大多则测量费时且计算太麻烦,2≤n≤10。一般取n=4或5,。作分析用控制图时,样本之间的差别要尽量小,样本与样本之间要考虑全过程的情况,所以,要有合适的时间间隔。因此,样本用量选为n=5。每天抽取一个样本。

通过25天的持续收集数据,收集到25组样本,即样本个数为

通过对于取样样本控制图的分析判断,得出试验时间与极差R的控制图中,没有出现越出控制线的点,也未出现点排列缺陷(即非随机的迹象或异常原因),可以判断该过程是按预计的要求进行,为统计控制状态,至此研究得出结论,35kV电压等级下一组避雷器泄漏电流测试平均时间为6.9分钟,实现并超出预期目标,显著降低了接线拆线的时间。与此同时,使用了新型接线杆后,进行一次试验的人员由3-4人减少到2人;不需要人本身到梯子上,或者坐斗臂车,不仅节约了时间,更重要的是保障了人身安全。经计算,该项举措投入实施后,全年产生的经济效益为13960元。

4结语

近年来,传统高压电气试验得益于数字式测试仪的大规模推广,在试验效率方面的提升有目共睹。但是,部分试验接线困难,取样困难,仍是制约试验时间进一步缩短、停电时间进一步缩短的重要原因。本文从工作中的常见难题:避雷器阻性电流带电测试耗时过长这一问题入手,通过收集数据,验证猜想,证实了该试验耗时过长是因为35kV侧避雷器泄漏电流表离地过高导致接线困难所致,进而提出初步的解决办法并加以投入生产,实践证明,该举措能有效降低试验所用时长,且易于实施,便于推广。然而,由于时间匆忙以及本人水平所限,该方法仍有很大的提高空间,例如测试专用接线杆是否可以采用更为合理的设计等,还有待业内进一步的发展与创新。

参考文献:

【1】张广科浅谈避雷器试验《电气试验》1999

【2】孙吉文金属氧化物避雷器及其电气试验《电世界》2012

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