10kV金属氧化物避雷器多功能抽样检测装置的研制

引言

目前,金属氧化物避雷器密封性能抽样试验方法大多数采用"热水浸泡法"和"抽气浸泡法",但是市场上能够对金属氧化物避雷器密封性能试验的仪器较少,试验人员每次进行试验都是临时搭建试验装置,试验效率低,人机功效不理想。而且,复合外套避雷器电阻片绝缘筒的绝缘材料存在质量问题,经过对多起故障事件进行分析,在35~60℃下对复合外套避雷器进行常规电气试验[1],能发现其缺陷。而《交流无间隙金属氧化物避雷器》(GB11032一2010)要求的各种试验项目中,没有要求在日常高温下的试验。对于电阻片的试验,试验人员每次试验也是临时搭建试验装置,试验效率低,人机功效不理想。

针对上述情况,本文提出一套10kV金属氧化物避雷器多功能抽样检测装置,功能包括:对瓷套避雷器和复合外套避雷器密封性能采用"热水浸泡法"和"抽气浸泡法"进行检测:通过模拟日常高温,对复合外套避雷器进行绝缘性能高压试验:对金属氧化物避雷器电阻片进行绝缘性能检测,提供便捷高效的检测方式。

1多功能抽样检测装置总体设计思路

10kV金属氧化物避雷器多功能抽样检测装置分为3个独立的功能检测模块,本项目将各个检测模块研制成3个装置。

(1)电阻片绝缘性能检测装置:主要用于检测电阻片的电阻值及电流值,能够预防电阻片因绝缘劣化造成泄漏电流[4]上升而对瓷套内部放电的情况。

(2)密封性能检测装置:结合了"水煮法"和"真空密封测试"对避雷器密封性能进行检测。

(3)日常高温下绝缘性能检测装置:用于10kV金属氧化物避雷器到货抽检试验的日常高温下绝缘性能试验装置,通过烘箱、加热器、温度控制器、计时器及电子微安表,实现避雷器在烘箱里的绝缘性能高压试验。

2电阻片绝缘性能检测装置设计

10kV金属氧化物避雷器由多个电阻片串联而成,电阻片的绝缘性能试验[5]不需要很高电压等级的仪器就可以做试验。近年来,10kV金属氧化物避雷器故障较多,已严重影响了避雷器的质量及使用安全,因此在避雷器到货后,往往需要做抽样检查,其中包括密封性能测试、电阻片绝缘性能试验等。

目前,避雷器电阻片的绝缘性能测试步骤繁琐,同时需要耗费较多时间及人力成本,为了更高效安全地完成相关检测工作,本文提出了一种10kV金属氧化物避雷器电阻片绝缘性能试验装置。

电阻片绝缘性能检测模块如图1所示。

图1电阻片绝缘性能检测模块

电阻片绝缘性能检测装置,结构上既是直流耐压试验仪,又是一个绝缘电阻仪,本装置是以嵌入式控制系统和10000V直流高压发生器为核心,具有电压与电流闭环控制功能,以方便控制测量U1mA与0.75U1mA下的电流,同时还可以满足绝缘电阻测试的要求。

3密封性能检测装置设计

本检测装置设定有"水煮试验"和"真空试验"两种方法可供选择,其中,"水煮试验"包括定值和程式两种控制方法,而切换成"真空测试"模式时,通过对真空室抽真空,使浸在水中的试样产生内外压差,观测试样内气体外逸情况,以此判定试样的密封性能。另外,通过对真空室抽真空,使试样产生内外压差,观测试样膨胀及释放真空后试样形状恢复情况,以此判定试样的密封性能。

4日常高温下绝缘性能检测装置设计

本检测装置包括烘箱材料、加热器、温度控制器、计时器及3个电子微安表。烘箱设计成透明的箱体,以便观察内部情况,同时具有自动恒温保温功能。烘箱温度可以设定为0~70℃,当烘箱温度达到设定温度时即开始计时,过程中可以设定停止加热时间,烘箱内部可以容纳3只10kV氧化物避雷器,每只避雷器底部均装设一条绝缘导线(耐压水平400V)引到烘箱外面,连接电子微安表,通过微安表读数可以清楚了解避雷器的泄漏电流值。同时每只避雷器顶端均连接一条绝缘导线(耐压水平400V,烘箱里面3条导线之间的距离大于15cm)引到烘箱顶部(顶部有3个接线头,分别接高压线做试验,3个接线头之间的距离也大于15cm),避雷器在烘箱里面可以进行高压试验。

日常高温下绝缘性能检测模块如图2所示。

图2日常高温下绝缘性能检测模块

5结语

10kV金属氧化物避雷器多功能抽样检测装置包含电阻片绝缘性能检测功能、密封性能检测功能、避雷器日常高温下绝缘性能检测功能,其能够对10kV金属氧化物避雷器进行全面的性能检测,操作人员使用该抽样检测装置不仅能方便快速地进行测试,还能减少测试装置装备,一物多用,可有效推广至电力研究机构或主配网进行避雷器到货抽样试验,以及各避雷器生产厂家的型式试验和例行试验中。