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摘要：采用线路避雷器不拆线试验方法能够更好地维护运行中线路的避雷器，大大缩短输电线路停电时间。本文简单介绍了500kV线路避雷器特性及不拆线试验原理及不拆线测试方法，为以后的相关研究工作提供了一定的理论依据。
关键字：线路避雷器；电网故障；不拆线试验
中图分类号：U665.12 文献标识码： A 文章编号：
0引言
为了减少雷击故障对输电线路的影响，采用安装线路避雷器的措施，但是由于500kV线路避雷器的运行环境比较特殊，500kV线路避雷器定期预防性试验存在着较大的困难与分歧。随着500kV线路避雷器技术上逐渐完善以及避雷器离地较高，不拆线试验存在着一定的困难，但是为了早期发现500kV线路避雷器的缺陷，减少事故的发生，很有必要对500kV线路避雷器不拆线试验方法进行探讨。
1. 线路避雷器概述及检测
1.1 线路避雷器概述
线路避雷器在线路绝缘子两端并联连接，是用于制约操作过电压或者雷电过电压及（或）的复合外套金属氧化物避雷器。根据结构和用途的不同，线路避雷器可以分为带串联间隙避雷器和无间隙避雷器。串联间隙避雷器是由两部分组成的：复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙，主要用于限制雷电过电压及（或）部分操作过电压；无间隙避雷器主要是用于制约操作过电压及雷电过电压。
1.2线路避雷器检测
（1）线路避雷器检测的必要性：由于质量控制不严，在出厂时线路避雷器就可能带有一些杂质，在高电压、电场的作用下，会造成局部区域的电阻片 U1mA值和避雷器整体 U1mA值减小；由于线路避雷器所处位置大多电阻率较高或者雷电活动较频繁，因此，定期检测存在着一定的困难，致使这些线路避雷器存在安全隐患。（2）现场检测项目有以下几个：测量绝缘电阻，判断缺陷是否存在；通过测量直流1mA时的临界动作电压U1mA，判断避雷器的动作性能是否满足要求；75%U1mA直流电压值一般情况下高于最大工作相电压值，通过测量75%U1mA直流电压下的泄漏电流，从而判断长期允许工作电流是否符合要求。
2. 500kV线路避雷器特性及不拆线试验原理
2.1氧化锌避雷器的特性
氧化锌避雷器的伏安特性分为小电流区、非线性区和饱和区，小电流区的电流在1mA以下，此区域非线性系数较高，而且电流随着电压的升高而慢慢升高；非线性区的电流在1mA-3mA之间，此区域非线性系数较低，电流提升幅度较大，电压的升高缓慢；饱和区的电流>3mA，此区域非线性系数更低，随着电流的大幅度上升电压也稍有提高。氧化锌避雷器的伏安特性如下图1所示。
图1 氧化锌避雷器的伏安特性
2.2 不拆线测试原理
500kV线路避雷器一般为三节，如下图2所示。A是上节和中节的连接处，B是中节和下节的连接处，C是下节和毫安表的连接处，D是毫安表接地的位置。
图2 避雷器结构
试验采用装有手持低压电流表和红外高压微安表的Z-VI3003直流发生器，手持低压电流表不仅可以获得红外高压微安表的电流数据，还可以计算高低压的电流数据。避雷器上节测试接线如下图3所示。A点姐高压试验线，C点接手持表芯，D点接屏蔽线。
图3避雷器上节测试接线图
对于下节测量，可采用与上节测量一样的方法，而对中节测量来说，可以与上节测量一起加压，也可以与下节测量一起加压。
3．500kV线路避雷器不拆线测试方法
3.1检测设备和方法
500kV线路避雷器不拆线测试的检测设备是采用超轻型发电机以及便携式户外直流高压发生器，两种仪器配合使用。输出电源通过采用超轻型发电机得到滤波、稳压和波形校正等作用。输出电压稳定度由于采用电压大反馈（利用便携式户外直流高压发生器获得），并在电压漂移量较小的基础上得到较大的提升；采用单个多圈电位器来调节输出电压，这种方式操作比较方便，调节的精度较高，电压能够稳定上升；试验器的质量和体积通过采用分节倍压的方式，从而得到大幅的下降。便携式户外试验采用中频倍压电路、大功率IGBT器件和PWM脉宽调制技术，依据电磁兼容性理论为基础，试验时采取接地、屏蔽等一系列方式，保证试验的可靠性和安全性。
500kV线路避雷器不拆线测试时为了尽量减少线路避雷器拆除及恢复工作，需要选取适合的试验接地方式。为了较好地解决常规试验强度大、试验结果失真等问题，避雷器不拆线测试采用绝缘绳隔离试验电缆和铁塔等措施。线路避雷器不拆除试验接线如下图4所示。
图4 线路避雷器不拆除试验接线图
图5 为线路避雷器测试等值电路图，图5 中流过微安表的电流 I1为测试避雷器的总电流，被试品下端与接地之间串联一只微安表，流过此微安表的电流为 I2，I1和 I2进行比对，当两只电流表的指示数值不同时，以外部串联的微安表读数即 I1为准。在实际试验时，要控制微安表的电流 I1值不能超出直流发生器的输出电流额定值。
图5 线路避雷器测试等值电路图
500kV线路避雷器不拆线测试的检测过程如下所示：使用便携式户外试验用直流高压发生器进行不拆除避雷器试验时，高压输出端采用耐高压屏蔽引线与避雷器测试端相连，将直流高压发生器固定放置在装有线路避雷器一侧的铁塔附近（距铁塔塔底 10 m～15 m），并用绝缘绳将引线与塔身隔离，防止高压引线与塔身放电。高压发生器接地端与塔身接地体相连，同时引接地线通过塔身与避雷器接地端相连，进行试验。
3.3检测注意事项和周期
在对500kV线路避雷器进行不拆除试验时，应注意以下检测事项：（1）为了使500kV线路避雷器不拆除试验的准确性得以保证，在避雷器表面出现污渍和避雷器所处环境湿度较大的情况下，应该在试验前清洁避雷器的表面；（2）对于避雷器外套表面的污渍，最简单的办法是直接擦干净避雷器表面，另一种办法是采用短路环的办法，将避雷器外套接近测量端子的部位的泄漏电流旁路；（3）由于避雷器直流电流的临界点不同以及电流的非线性因素，进行避雷器试验时，应保证直流发生器的电流额定值大于回路的总电流；（4）為了避免试验回路利用接地网，应确保被试避雷器和直流发生器形成一点接地；（5）由于高压引线电晕的影响，在试验的时候，将耐高压屏蔽线使用在高压引线中，而且要保证塔身和高压引线之间的安全距离；（6）微安表的表面外壳有良较好的屏蔽功能，对避雷器进行下节试验时，要保证在外界电场的干扰下，验数据仍然准确可靠。
依据试验情况和多年经验，500kV线路避雷器进行不拆除试验的检测周期可以从以下几个方面来决定：（1）如果线路避雷器一年内动作次数达到20次以上，则需要进行不拆除试验；（2）如果线路避雷器累计动作超过20次，则需要进行不拆除试验；（3）如果线路避雷器运行5年以上，则需要进行不拆除试验。
4.结语
通过上文的研究我们可以发现，很有必要对500kV线路避雷器进行不拆除试验进行研究，在不拆除高压引线的前提下进行500kV线路避雷器试验，电场干扰得到有效的排除，高压线路拆接线工作量也明显减少，而且测试结果可信度较高；500kV线路避雷器目前采用的并不多，但在线路安全运行中所起的作用却很重要，所以为了早期发现和处理线路避雷器的缺陷，很有必要对线路避雷器进行停电预防性试验；虽然500 kV线路避雷器阻性电流的带电测试及红外测试可以作为监测避雷器运行状况的补充试验，但是由于其存在一定的局限性，不能取代停电的预防性试验。
参考文献
[1] 郭波,李大军. 500kV线路避雷器不拆线试验方法探讨[J]. 电网与水力发电进展，2008. 24（6）：48-50.
[2] 王若星,李秀珍,毛峰,王璐. 500kV电容式电压互感器与避雷器不拆线测试方法[J].电力试验与测量，2011.（5）：26-27.
[3] 陈化钢. 电气设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国科学技术出版社，2001.
[4] 刘毅. 500kV线路避雷器和电容式电压互感器不拆线试验方法探讨[J]. 大众科技，2012. 151（3）：122-125.
[5] 曹锦红,李冰,刘丽榕. 线路避雷器不拆除试验方法探讨[J]. 科技情报开发与经济,2010.20（35）：218-220.
[6] 张宝全.氧化锌避雷器的现场测量[J].雷电与测量,1989（3）：26-28.
关键字：线路避雷器；电网故障；不拆线试验
中图分类号：U665.12 文献标识码： A 文章编号：
0引言
为了减少雷击故障对输电线路的影响，采用安装线路避雷器的措施，但是由于500kV线路避雷器的运行环境比较特殊，500kV线路避雷器定期预防性试验存在着较大的困难与分歧。随着500kV线路避雷器技术上逐渐完善以及避雷器离地较高，不拆线试验存在着一定的困难，但是为了早期发现500kV线路避雷器的缺陷，减少事故的发生，很有必要对500kV线路避雷器不拆线试验方法进行探讨。
1. 线路避雷器概述及检测
1.1 线路避雷器概述
线路避雷器在线路绝缘子两端并联连接，是用于制约操作过电压或者雷电过电压及（或）的复合外套金属氧化物避雷器。根据结构和用途的不同，线路避雷器可以分为带串联间隙避雷器和无间隙避雷器。串联间隙避雷器是由两部分组成的：复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙，主要用于限制雷电过电压及（或）部分操作过电压；无间隙避雷器主要是用于制约操作过电压及雷电过电压。
1.2线路避雷器检测
（1）线路避雷器检测的必要性：由于质量控制不严，在出厂时线路避雷器就可能带有一些杂质，在高电压、电场的作用下，会造成局部区域的电阻片 U1mA值和避雷器整体 U1mA值减小；由于线路避雷器所处位置大多电阻率较高或者雷电活动较频繁，因此，定期检测存在着一定的困难，致使这些线路避雷器存在安全隐患。（2）现场检测项目有以下几个：测量绝缘电阻，判断缺陷是否存在；通过测量直流1mA时的临界动作电压U1mA，判断避雷器的动作性能是否满足要求；75%U1mA直流电压值一般情况下高于最大工作相电压值，通过测量75%U1mA直流电压下的泄漏电流，从而判断长期允许工作电流是否符合要求。
2. 500kV线路避雷器特性及不拆线试验原理
2.1氧化锌避雷器的特性
氧化锌避雷器的伏安特性分为小电流区、非线性区和饱和区，小电流区的电流在1mA以下，此区域非线性系数较高，而且电流随着电压的升高而慢慢升高；非线性区的电流在1mA-3mA之间，此区域非线性系数较低，电流提升幅度较大，电压的升高缓慢；饱和区的电流>3mA，此区域非线性系数更低，随着电流的大幅度上升电压也稍有提高。氧化锌避雷器的伏安特性如下图1所示。
图1 氧化锌避雷器的伏安特性
2.2 不拆线测试原理
500kV线路避雷器一般为三节，如下图2所示。A是上节和中节的连接处，B是中节和下节的连接处，C是下节和毫安表的连接处，D是毫安表接地的位置。
图2 避雷器结构
试验采用装有手持低压电流表和红外高压微安表的Z-VI3003直流发生器，手持低压电流表不仅可以获得红外高压微安表的电流数据，还可以计算高低压的电流数据。避雷器上节测试接线如下图3所示。A点姐高压试验线，C点接手持表芯，D点接屏蔽线。
图3避雷器上节测试接线图
对于下节测量，可采用与上节测量一样的方法，而对中节测量来说，可以与上节测量一起加压，也可以与下节测量一起加压。
3．500kV线路避雷器不拆线测试方法
3.1检测设备和方法
500kV线路避雷器不拆线测试的检测设备是采用超轻型发电机以及便携式户外直流高压发生器，两种仪器配合使用。输出电源通过采用超轻型发电机得到滤波、稳压和波形校正等作用。输出电压稳定度由于采用电压大反馈（利用便携式户外直流高压发生器获得），并在电压漂移量较小的基础上得到较大的提升；采用单个多圈电位器来调节输出电压，这种方式操作比较方便，调节的精度较高，电压能够稳定上升；试验器的质量和体积通过采用分节倍压的方式，从而得到大幅的下降。便携式户外试验采用中频倍压电路、大功率IGBT器件和PWM脉宽调制技术，依据电磁兼容性理论为基础，试验时采取接地、屏蔽等一系列方式，保证试验的可靠性和安全性。
500kV线路避雷器不拆线测试时为了尽量减少线路避雷器拆除及恢复工作，需要选取适合的试验接地方式。为了较好地解决常规试验强度大、试验结果失真等问题，避雷器不拆线测试采用绝缘绳隔离试验电缆和铁塔等措施。线路避雷器不拆除试验接线如下图4所示。
图4 线路避雷器不拆除试验接线图
图5 为线路避雷器测试等值电路图，图5 中流过微安表的电流 I1为测试避雷器的总电流，被试品下端与接地之间串联一只微安表，流过此微安表的电流为 I2，I1和 I2进行比对，当两只电流表的指示数值不同时，以外部串联的微安表读数即 I1为准。在实际试验时，要控制微安表的电流 I1值不能超出直流发生器的输出电流额定值。
图5 线路避雷器测试等值电路图
500kV线路避雷器不拆线测试的检测过程如下所示：使用便携式户外试验用直流高压发生器进行不拆除避雷器试验时，高压输出端采用耐高压屏蔽引线与避雷器测试端相连，将直流高压发生器固定放置在装有线路避雷器一侧的铁塔附近（距铁塔塔底 10 m～15 m），并用绝缘绳将引线与塔身隔离，防止高压引线与塔身放电。高压发生器接地端与塔身接地体相连，同时引接地线通过塔身与避雷器接地端相连，进行试验。
3.3检测注意事项和周期
在对500kV线路避雷器进行不拆除试验时，应注意以下检测事项：（1）为了使500kV线路避雷器不拆除试验的准确性得以保证，在避雷器表面出现污渍和避雷器所处环境湿度较大的情况下，应该在试验前清洁避雷器的表面；（2）对于避雷器外套表面的污渍，最简单的办法是直接擦干净避雷器表面，另一种办法是采用短路环的办法，将避雷器外套接近测量端子的部位的泄漏电流旁路；（3）由于避雷器直流电流的临界点不同以及电流的非线性因素，进行避雷器试验时，应保证直流发生器的电流额定值大于回路的总电流；（4）為了避免试验回路利用接地网，应确保被试避雷器和直流发生器形成一点接地；（5）由于高压引线电晕的影响，在试验的时候，将耐高压屏蔽线使用在高压引线中，而且要保证塔身和高压引线之间的安全距离；（6）微安表的表面外壳有良较好的屏蔽功能，对避雷器进行下节试验时，要保证在外界电场的干扰下，验数据仍然准确可靠。
依据试验情况和多年经验，500kV线路避雷器进行不拆除试验的检测周期可以从以下几个方面来决定：（1）如果线路避雷器一年内动作次数达到20次以上，则需要进行不拆除试验；（2）如果线路避雷器累计动作超过20次，则需要进行不拆除试验；（3）如果线路避雷器运行5年以上，则需要进行不拆除试验。
4.结语
通过上文的研究我们可以发现，很有必要对500kV线路避雷器进行不拆除试验进行研究，在不拆除高压引线的前提下进行500kV线路避雷器试验，电场干扰得到有效的排除，高压线路拆接线工作量也明显减少，而且测试结果可信度较高；500kV线路避雷器目前采用的并不多，但在线路安全运行中所起的作用却很重要，所以为了早期发现和处理线路避雷器的缺陷，很有必要对线路避雷器进行停电预防性试验；虽然500 kV线路避雷器阻性电流的带电测试及红外测试可以作为监测避雷器运行状况的补充试验，但是由于其存在一定的局限性，不能取代停电的预防性试验。
参考文献
[1] 郭波,李大军. 500kV线路避雷器不拆线试验方法探讨[J]. 电网与水力发电进展，2008. 24（6）：48-50.
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[6] 张宝全.氧化锌避雷器的现场测量[J].雷电与测量,1989（3）：26-28.