“设备不拆高压引线电气试验方法的研究”技术总结

500kV设备不拆高压引线电气试验方法的研究
佛山供电局试验研究所高压分部
一、前言
2002年以前，佛山供电分公司对500kV电气设备，如：断路器、电流互感器，已是不拆高压引线进行电气试验，但对主变、避雷器（MOA）、电容式电压互感器（CVT）等设备试验时，考虑到设备结构特点、电场干扰强烈等原因，不拆线试验难度较大，在预防性试验时仍需拆除高压引线。

由于500kV电气设备高压引线高、粗、长、重，需要动用高空作业车配合检修人员进行解、接高压引线，在非全站停电时设备上的感应电压高，这些都花费了不少时间，给工作带来很大的不便，延长了试验停电时间。

同时，还可能由于接引线接头接触不良引起接头发热，给设备安全运行带来隐患。

这次研究主要结合500kV罗洞站的实际，针对500kV电气设备不拆引线的试验方法进行，代替原来需要拆除高压引线的试验方法。

该方法也可适用于500kV以下电压等级的同类设备试验。

同时，考虑到10kV 并联电容器组停电预试时，每一台均需拆线（高压熔丝）测量电容量，而电容器的数量较大，耗费较多的人力和时间，故也纳入本项目研究解决。

项目研究的主要内容有：
⑴、500kV主变不拆线进行绝缘电阻、介损等项目的测量；
⑵、CVT在不拆线时介损的试验方法及判断标准；
⑶、MOA在不拆线时的直流泄漏电流的试验方法及判断标准；
⑷、10kV 电容器组不拆引线进行逐台电容器的电容量测量。

二、500kV主变不拆线试验方法研究
1、试验情况分析
罗洞站共有9台主变，全部为单相自耦变压器。

高、中压侧（500kV、220kV）为同一绕组，不拆高压引线时高压侧与CVT、MOA连在一起；低压侧（35kV）三相通过硬母线接成三角形接线。

以往预试时需拆除主变本体的各电压侧的引线，现进行的不拆线方案，只是不拆500kV侧套管的高压引线（对于220kV 套管引线，理论上可以不拆线进行试验，但由于其到220kV场地距离过远，出于安全方面考虑，且拆线难度不大，故试验时也进行拆线），35kV及中性点
套管则是一定要拆线才能进行。

2、技术关键和重点解决的技术问题
对于500kV主变，重点要解决的技术问题是高、中压侧的绝缘特性测量（本体介损和绝缘电阻）。

⑴、高、中压侧本体介损测量
常规的反接法试验时低压侧及铁芯接地，将高压侧地刀拉开，连CVT、MOA一起进行试验。

该接线方式的优点是测量接线较简单，缺点是在高压侧试验时将包括较多设备，试验数据（tanδ和电容Cx）不能真实反映主变的绝缘状况，只能以历次比较为主。

我们进行的是用分解测量的方法。

常规的高、中压侧介损可分解为高中压绕组对铁芯，高中压绕组对低压绕组，高中压绕组对外壳三部分。

前二部分均可用正接法试验。

根据电容并联公式C
=C1+C2 ，tanδ=（C1* tanδ1+C2* tanδ2）/（C1+C2），
总
从表中可得到，序号1的试验结果等于序号2和序号4的试验结果之叠加，这也验证了分解测量方法的可行性和准确性。

我们继续进行不拆线的分解测量方法，以罗洞站#1主变B相为例，试验结果见表2。

表2 罗洞站#1主变B相不拆线状态下介损测试结果
采用M4000介损仪试验时试验方便，表2序号2和序号3的试验接线可预先在仪器设定，一次测量完成，中间不用解试验接线。

由于变压器的高中压绕组介损主要目的是反映绕组对铁芯的介损，而正接法的优点是测量准确度高，缺点是与规程标准不一致，没包括对外壳绝缘部分（该部分主要为变压器油，可以通过油试验监测），但为慎重起见可采用屏蔽法测量绕组对地回路，这样不但可完整的测量整个回路，而且与规程标准相一致。

采用分解测量的方法试验简便，且不易受影响，且比常规反接法灵敏度高，更易发现缺陷。

⑵、绕组绝缘电阻
500kV 主变的高压引线长，不拆线试验时要拉开500kV 侧的接地刀闸，这时的感应电压很高，可能因为兆欧表的输出电压及容量不够导致兆欧表反充，使试验数据不稳定，不能准确测量吸收比和极化指数等重要参数，甚至损坏仪器。

因此必须选用短路电流大（一般不少于5mA），输出电压高（不低于5000V）的兆欧表。

我们选用的是A VO的MEGGER 5005（输出电压0~5000V，输出电流5mA，抗干扰电流达2mA），抗干扰性能良好，测试数据稳定。

表3 罗洞站#1主变A相绝缘电阻拆线及不拆线试验结果对比
由于主变高压侧并联的CVT、MOA、绝缘子、绝缘支柱在天气良好的条件下，绝缘电阻很高（万MΩ级以上），对主变本体高中压侧的绝缘电阻测试影响很小。

从表3可以看出，用常规的绝缘电阻测试方法（序号1、序号5），可达到较满意的效果，当需分解试验时，也可进行序号2~序号4的试验。

⑶、对于主变的其他预试项目，注意在低压侧试验时，将高压侧地刀合上，其他与不拆线时试验基本一致，不再累述。

三、500kV CVT不拆线试验方法
罗洞站CVT有二节、三节、四节叠加的，试验原理一样。

现以数量最多的西安电力电容器厂四节叠加的CVT为例，研究其不拆线方法。

1、对于CVT的上节电容C11，由于不拆高压引线，从安全角度出发，不能拉开
接地刀闸，因而只能将CVT顶端接地，采用反接法测量介损。

由于预试标准对CVT（膜纸电容）的介损值和电容量变化量要求比较严格，用反接法由于杂散电容的影响，将使介损值和电容值都发生一定的变化，而且每次试验的杂散电容可能不同，为此，对介损仪提出了较高的要求。

我们采用的介损仪
为进口的M4000介损仪和国产的AI-6000介损仪，这两种仪器均为有异频抗干扰功能，能较好地避开工频50Hz 电场的干扰，其中M4000具有高压双屏蔽电缆，能很好地减少接线时的空间杂散电容的影响，并且具有两根信号线，能方便地在电脑上屏蔽流经信号线的电流，使测得的C 11很接近正接法测量的值。

AI-6000测量时，也可将屏蔽线接至仪器的高压端，也可起屏蔽作用，不过受杂散电容影响，电容值略大。

试验接线见图1
2、对于中间节的C 12或 C 13，采用的常规的正接法测量即可，测量数据与拆线数据相同。

试验接线见图2。

3、测量C14，接线如图3。

用AI6000介损仪，采用自激法测量。

测量时应注意δ点的绝缘状况，在δ点的绝缘电阻低的状况下（一般〈300M Ω），应按下式进行修正。

tan δC13= tan δC13测 — 1/（ωC 2R δ）
4、测量C2。

如果按常规的自激法的接线，如图4。

由图可以看出，该接线方式由于标准电容C N
（50pF ）与上三节电容形成并联回路，测量带来很大的误差，电容量及介损均需要经过换算。

换算过程比较麻烦，不够直观。

图2
图 1
图3 图4 图5
现在我们采用的是一种新的方法，如图5：利用C14作为标准电容测量C2，通过AI6000介损仪可以自输入电容量及介损值的方法，设定AI6000的标准电容为刚测得的C14，试验时只要先测得C14的值，试验时解开高压标准电容C N，将信号线直接接入试验回路，此时测得的C2介损和电容值就不用换算了。

以罗洞站#2主变变高A相CVT的试验情况为例，可见通过该方法测得的数据与拆线相比，基本相同。

表4 罗洞站#2主变变高A相CVT试验情况对比
四、500kV氧化锌避雷器不拆引线的试验方法
罗洞站的500kV 大部分MOA为ABB的产品，三节叠装，上、中两节的U1mA （直流1mA电压）基本相同，下节的U1mA比上节小30kV左右。

另外还有西安电力电容器厂的产品，也是三节叠装，三节的U1mA（直流1mA电压）基本相同。

不拆线试验时，由于是在高压侧测量电流，所以高压引线要用屏蔽线，并注意高压引线与避雷器的角度，以减少瓷套表面泄漏电流。

1、上节测量（图6）
计算两微安表的泄漏电流差值（μA1-μA2），即为流经上节的泄漏电流。

2、下节测量（图7）
通过微安表的泄漏电流μA 即为流经下节的泄漏电流。

3、中间节测量
对于ABB 的MOA ，测量如图8，由于上节和中节的U 1mA 很接近，我们用高压额定电流3mA 的直流发生器，基本可以满足要求。

对于西容厂的MOA ，由于三节U 1mA 基本相同，无论从上端或下端加压，都有可能使另一节提前进入非线形区，泄漏电流大幅增大，使直流发生器的容量不够。

为此，在图8测量方式不满足时，还可以采用图9的电位支撑的方法。

根据不同底座的绝缘状况，解开MOA 至放电计数器的连线，通过在底座支撑6~10kV 的MOA ，来提高下节的MOA 的拐点（图中的微安表为监视电流用）。

不过该方法在天气潮湿时，底座绝缘低时，效果不大。

图6
图7
图8
图9
对于底座支撑MOA的选择：
（1）能限制流过下节的避雷器的电流小于中节避雷器的电流，保证中节先于下节避雷器达到泄漏电流值1mA。

（2）在没有合适的MOA的情况下，也可并上大电阻，根据浙江电力试验研究所的研究，一般电阻约在2 MΩ左右较为合适。

⑶、选择的MOA或电阻保证避雷器绝缘底座不发生放电和影响测试结果。

目前已对500kV罗北乙线（ABB）、#2变高（ABB）、梧罗二回（西容）等MOA进行不拆线试验，试验效果均良好，以罗北乙线为例，见表5。

由表中可以看出，试验数据基本接近，可以代替拆线试验。

对于绝缘电阻测试，与拆线试验方法基本一致，这里不再累述。

表5 罗北乙线MOA拆线、不拆线试验情况对比表
五、10kV电容器组不拆引线进行逐台电容器的电容量测量
以往用电容表测量逐台电容器的电容量，必须解开其高压引线（熔丝），由于一组电容器组的并联电容台数较多，解接线的工作量较大，另外电容表法也存在测量误差大的问题（特别在电池不足时，误差更大）。

现在我们采用的是电容电桥法，实现了10kV电容器组不拆引线测量。

我们采用的电容电桥型号为JCB-500型，该电容电桥采用桥式电路结构，标准电容与被试的10kV电容器作为桥式电桥的两臂，通过钳型CT采样，比较两者的电流信号可算出被试电容器的电容值。

目前该方法已在佛山站11C电容器组等多组10kV并联电容组上进行试验，试验数据稳定、准确。

六、分析判断标准
不拆线试验的试验数据与拆线预试时有所不同，判断的标准除了按预试规程执行外，重点要注意历年数据比较，并综合考虑天气、接线方式和试验方法的影响，如确实对数据有怀疑时应拆线复试。

七、总结
设备不拆高压引线电气试验方法在不降低现有的预试标准的条件下，准确地进行主变、CVT、MOA高压试验，并达到了预期的效果，可替代拆线试验。

减少了停电时间和检修工作量，提高工作效率。

2002年12月。