10kV金屬氧化物避雷器多功能抽樣檢測裝置的研制

引言

目前,金屬氧化物避雷器密封性能抽樣試驗(yàn)方法大多數(shù)采用"熱水浸泡法"和"抽氣浸泡法",但是市場上能夠?qū)饘傺趸锉芾灼髅芊庑阅茉囼?yàn)的儀器較少,試驗(yàn)人員每次進(jìn)行試驗(yàn)都是臨時搭建試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)效率低,人機(jī)功效不理想。而且,復(fù)合外套避雷器電阻片絕緣筒的絕緣材料存在質(zhì)量問題,經(jīng)過對多起故障事件進(jìn)行分析,在35~60℃下對復(fù)合外套避雷器進(jìn)行常規(guī)電氣試驗(yàn)[1],能發(fā)現(xiàn)其缺陷。而《交流無間隙金屬氧化物避雷器》(GB11032一2010)要求的各種試驗(yàn)項(xiàng)目中,沒有要求在日常高溫下的試驗(yàn)。對于電阻片的試驗(yàn),試驗(yàn)人員每次試驗(yàn)也是臨時搭建試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)效率低,人機(jī)功效不理想。

針對上述情況,本文提出一套10kV金屬氧化物避雷器多功能抽樣檢測裝置,功能包括:對瓷套避雷器和復(fù)合外套避雷器密封性能采用"熱水浸泡法"和"抽氣浸泡法"進(jìn)行檢測:通過模擬日常高溫,對復(fù)合外套避雷器進(jìn)行絕緣性能高壓試驗(yàn):對金屬氧化物避雷器電阻片進(jìn)行絕緣性能檢測,提供便捷高效的檢測方式。

1多功能抽樣檢測裝置總體設(shè)計(jì)思路

10kV金屬氧化物避雷器多功能抽樣檢測裝置分為3個獨(dú)立的功能檢測模塊,本項(xiàng)目將各個檢測模塊研制成3個裝置。

(1)電阻片絕緣性能檢測裝置:主要用于檢測電阻片的電阻值及電流值,能夠預(yù)防電阻片因絕緣劣化造成泄漏電流[4]上升而對瓷套內(nèi)部放電的情況。

(2)密封性能檢測裝置:結(jié)合了"水煮法"和"真空密封測試"對避雷器密封性能進(jìn)行檢測。

(3)日常高溫下絕緣性能檢測裝置:用于10kV金屬氧化物避雷器到貨抽檢試驗(yàn)的日常高溫下絕緣性能試驗(yàn)裝置,通過烘箱、加熱器、溫度控制器、計(jì)時器及電子微安表,實(shí)現(xiàn)避雷器在烘箱里的絕緣性能高壓試驗(yàn)。

2電阻片絕緣性能檢測裝置設(shè)計(jì)

10kV金屬氧化物避雷器由多個電阻片串聯(lián)而成,電阻片的絕緣性能試驗(yàn)[5]不需要很高電壓等級的儀器就可以做試驗(yàn)。近年來,10kV金屬氧化物避雷器故障較多,已嚴(yán)重影響了避雷器的質(zhì)量及使用安全,因此在避雷器到貨后,往往需要做抽樣檢查,其中包括密封性能測試、電阻片絕緣性能試驗(yàn)等。

目前,避雷器電阻片的絕緣性能測試步驟繁瑣,同時需要耗費(fèi)較多時間及人力成本,為了更高效安全地完成相關(guān)檢測工作,本文提出了一種10kV金屬氧化物避雷器電阻片絕緣性能試驗(yàn)裝置。

電阻片絕緣性能檢測模塊如圖1所示。

圖1電阻片絕緣性能檢測模塊

電阻片絕緣性能檢測裝置,結(jié)構(gòu)上既是直流耐壓試驗(yàn)儀,又是一個絕緣電阻儀,本裝置是以嵌入式控制系統(tǒng)和10000V直流高壓發(fā)生器為核心,具有電壓與電流閉環(huán)控制功能,以方便控制測量U1mA與0.75U1mA下的電流,同時還可以滿足絕緣電阻測試的要求。

3密封性能檢測裝置設(shè)計(jì)

本檢測裝置設(shè)定有"水煮試驗(yàn)"和"真空試驗(yàn)"兩種方法可供選擇,其中,"水煮試驗(yàn)"包括定值和程式兩種控制方法,而切換成"真空測試"模式時,通過對真空室抽真空,使浸在水中的試樣產(chǎn)生內(nèi)外壓差,觀測試樣內(nèi)氣體外逸情況,以此判定試樣的密封性能。另外,通過對真空室抽真空,使試樣產(chǎn)生內(nèi)外壓差,觀測試樣膨脹及釋放真空后試樣形狀恢復(fù)情況,以此判定試樣的密封性能。

4日常高溫下絕緣性能檢測裝置設(shè)計(jì)

本檢測裝置包括烘箱材料、加熱器、溫度控制器、計(jì)時器及3個電子微安表。烘箱設(shè)計(jì)成透明的箱體,以便觀察內(nèi)部情況,同時具有自動恒溫保溫功能。烘箱溫度可以設(shè)定為0~70℃,當(dāng)烘箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時即開始計(jì)時,過程中可以設(shè)定停止加熱時間,烘箱內(nèi)部可以容納3只10kV氧化物避雷器,每只避雷器底部均裝設(shè)一條絕緣導(dǎo)線(耐壓水平400V)引到烘箱外面,連接電子微安表,通過微安表讀數(shù)可以清楚了解避雷器的泄漏電流值。同時每只避雷器頂端均連接一條絕緣導(dǎo)線(耐壓水平400V,烘箱里面3條導(dǎo)線之間的距離大于15cm)引到烘箱頂部(頂部有3個接線頭,分別接高壓線做試驗(yàn),3個接線頭之間的距離也大于15cm),避雷器在烘箱里面可以進(jìn)行高壓試驗(yàn)。

日常高溫下絕緣性能檢測模塊如圖2所示。

圖2日常高溫下絕緣性能檢測模塊

5結(jié)語

10kV金屬氧化物避雷器多功能抽樣檢測裝置包含電阻片絕緣性能檢測功能、密封性能檢測功能、避雷器日常高溫下絕緣性能檢測功能,其能夠?qū)?0kV金屬氧化物避雷器進(jìn)行全面的性能檢測,操作人員使用該抽樣檢測裝置不僅能方便快速地進(jìn)行測試,還能減少測試裝置裝備,一物多用,可有效推廣至電力研究機(jī)構(gòu)或主配網(wǎng)進(jìn)行避雷器到貨抽樣試驗(yàn),以及各避雷器生產(chǎn)廠家的型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)中。