高压泄漏电流无线测试装置

高压泄漏电流无线测试装置

吴灏林长海

（国网河北省电力公司石家庄供电分公司050000）

摘要：传统的泄漏电流试验时，经常存在泄漏电流数据不准确，专人扶杆，固定不可靠，易倒杆危险性大。针对这些问题，研发了新型的高压泄漏电流无线测试装置。主体思路是研发绝缘支撑装置，实现引线空中转向；研发高压无线微安表，实现数据无线传输。通过测试表明，新型高压泄漏无线测试装置效果较好，可以实现泄漏电流数据无线传输；依靠挂钩、绝缘支撑装置、被试品形成三点支撑，实现绝缘杆的自主支撑，避免了举杆，从根本上解决传统的泄漏电流试验存在的问题，提高了安全性。

关键词：泄漏电流、无线测试、高压

绪论

当今电网规模逐步扩大，变电站数量增多，同时站内主变、避雷器、电缆等需要进行泄漏电流测试的设备也随之增多，泄漏电流试验已经成为电力设备常规试验项目升压较高的试验，，以避雷器设备试验为例，目前泄漏电流试验存在诸如：数据准确性受外部环境影响较大、测试引线由人员举杆完成，易发生危险、设备区场地狭窄，试验设备布置不便、仪器自动化水平较低等问题[1]。为解决上述问题，2015年，笔者单位研发了一套高压泄漏电流无线直测仪，本文结合笔者单位工作经验，探讨高压泄漏电流无线测试装置的原理与效果。

一、高压泄漏电流无线测试装置原理

利用蓝牙无线传输、自动控制、电力电子、绝缘结构设计、程序设计等领域的成熟技术，对高压泄漏电流测试仪、高压无线微安表、绝缘支撑装置进行优化整合，提高现场试验操作的自动化水平，简化试验流程[2]。同时，将泄漏电流数据的无线测取技术外延，在升压过程中自动测取电压及相应泄漏电流值，最终完成伏安特性曲线绘制，从而根据伏安特性发现设备隐藏缺陷，提高试验功效和对设备的状态分析水平。

无线微安表的研发采用采样电阻、单片机、通讯模块实现数据采集及传输。仪器设有自动升压、过压过流整定、自动打印功能，自动化程度较原有设备大幅提高，实现多重、有效的安全闭锁，试验操作更加安全高效。

二、高压泄漏电流无线测试装置的三新技术

1.泄漏电流数据无线传输

高压泄漏电流无线测试装饰，是国内首创利用蓝牙技术，实现了高压泄漏电流数据的无线传输，解决了强电磁干扰对蓝牙通讯影响的技术难题。无线微安表采用金属铝屏蔽，不受电磁干扰影响，实现数据准确性。

自行研制新型高压无线传输微安表，将其与传统的绝缘杆相结合，设置在被试设备的顶端，无线传输、直接测取试品高压端泄漏电流值，以此获取最直接、最准确的数据。从源头消除引线对构架、墙壁的杂散泄漏电流对测试结果的影响。

有别于普通智能手机的蓝牙技术，在110kV、220kV的高压下，变电站现场会存在很大的电磁干扰。为克服强电磁干扰，我们通讯模块采用了2.4G高频蓝牙数传模块，无线通讯模块具有较强的信号，在空旷地带传输可以达到1000米距离，具有较强抗干扰能力。无线微安表和通讯技术在成果中的结合应用，有效提高了数据测试的准确性。并且无线微安表采用金属铝屏蔽，不受电磁干扰影响，确保数据传输的准确性。

2.引线三点绝缘支撑，空中转向

自主研发的三点绝缘支撑装置，代替了将原来的工作人员手举绝缘杆这一传统模式，并适用于各种型号的避雷器。

该装置由挂钩、可调式绝缘支架、绝缘杆转向连接头组成。依靠挂钩、固定于试品外瓷套的可调式绝缘支架、被试品，实现绝缘杆的自主支撑。绝缘支撑装置采用环氧树脂材料来起到绝缘支撑的作用，绝缘性良好。

上端设置挂钩（根据设备尺寸不同，挂钩设计了四种），用于固定在试品顶部接线端子（例如：避雷器接线板的螺丝处）。其下端绝缘杆转向连接头固定在设备外瓷套上，高压测试引线夹在距试品0.5米外的连接头处，以减少杂散电流。其侧面设有一个倾斜的可调式绝缘支架，角度可调，支架外端为一弧形撑板，三者共同形成对引线的“三点支撑”，从而将引线撑离试品表面。绝缘支架与主杆之间的张开角度可调整，以适用于不同电压等级的避雷器。可一次性快速完成对引线与附近物体的距离、角度调整。

3.自动绘制伏安曲线

试验仪器新增状态诊断功能。高压泄漏电流无线直测仪在升压过程中，自动测取不同电压下的电流值，在数据处理程序中，创新性的加入伏安曲线绘制功能。通过分析试品的伏安特性曲线，很容易发现其绝缘缺损、裂纹、受潮等缺陷，从而使高压泄漏电流测试仪首次实现对设备的状态分析功能。

三、高压泄漏电流无线测试装置的应用效果

高压泄漏电流无线直测仪的成功研制及应用，使电力设备泄漏电流的测取精度大幅提高，仪器功能显著提升。同时，可靠的自主式绝缘支撑方式使试验人员摆脱繁重的体力劳动，现场试验操作更加安全[3]。目前，高压泄漏电流无线直测仪已应用于对各类现场、各个电压等级变电站主变、避雷器、电缆等设备的交接、例行试验及事故抢修工作。具体的应用效果如下：

1.泄漏电流无线直测，数据准确性大大提高

通过测试，所研发的上置微安表、数据无线传输的方法达到了预期目的，基本消除了高压测试引线杂散电流对测试结果的影响，得到真实流过避雷器阀片的泄漏电流，测量数据稳定可靠，真实反映避雷器设备的状态。并实现数据无线直采，避免人工读数产生的误差。

高压泄漏电流无线直测仪试制成功后，先后在220kV兆通站旧设备区等多个变电站试验现场对进行实践验证，采用传统仪器和新仪器进行多次对比试验。从测试结果发现，当电压提高后，避雷器侧电流小于直流发生器侧电流。通过分析认为，减小部分即为高压测试引线对地杂散电流，无线微安表测得电流为试品的实际泄漏电流。

2.取消举杆人员，试验更安全

独创的自主式支撑结构可以方便地将高压测试引线连接、固定到试品上，而绝缘支撑杆也能实现自稳定，消除了倒杆风险，从而省去1名举杆人员。测试过程中试验人员无需靠近升压设备，消除了触电风险。安全性得以提高。

使用三角形固定的绝缘支撑装置后，高压测试引线通过可靠地绝缘支撑，与周围物体保持足够距离，从而无需考虑对地、槽钢架构、墙体的影响，无需在ABC之间倒相接线调整角度、距离等，大大方便了现场试验工作。

3.仪器自动化水平提高

自动控制技术、过压过流整定技术的应用，测试避雷器时可以实现避雷器的1mA参考电压测量以及75%参考电压下泄漏电流的自动升压、降压测量、数据自动打印工作。同时也减少1名记录数据人员，操作人员点击按钮操作后，由于仪器自动化，也可转为监护人员。

4.工作效率提升

使用三角形固定的绝缘支撑装置，无需再作空升试验，可以很方便的调节角度、距离，无需来回挪动仪器，节约了工作时间。以试验一组三支220kV避雷器为例，使用后，试验人员无需挪动仪器，试验接线一次完成。该试验原来需要4人（1人操作、1人监护、1人记数、1人举杆）、2小时，现在仅需2人（1人操作、1人监护）、1小时完成，提高了工作效率。

5.小型化设计，便于携带

高压泄漏电流无线直测仪采用小型化设计，因此本成果在性能提升的同时，更便于携带，为现场测试及应急诊断提供了便利。

结论

新型高压泄漏电流无线测试装置采用模块化设计，具备无线传输、角度调整简单、自动升压降压、绘制伏安特性曲线、自动打印等功能。应用范围广泛，可用于主变、避雷器、电缆等设备的交接、例行试验工作。功能较传统设备大幅提升，并产生显著的安全效益、经济效益，特别适用于电力部门、大型设备厂家、工矿企业、用户等需要进行泄漏电流试验的单位，因此具有很大的推广价值。

参考文献：

[1]王宁，张志坚.AC高压漏电流测试仪的设计与实现[J].电子测试，2015（17）：24-26.

[2]段树华，李建忠，张莹.高压绝缘子泄漏电流检测装置的设计[J].湖南工业大学学报，2014（5）：55-58.

[3]高嵩，朱明曦，周志成，等.绝缘子高压端泄漏电流测量装置：，CN104569566A[P].2015.