氧化锌避雷器带电测试方法浅析

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1、氧化锌避雷器带电测试方法浅析：由于氧化物避雷器老化或受潮所表现出来的电气特征均是阻性电流增大,故把测量运行电压下氧化物避雷器阻性电流作为一种重要的监测手段亦越来越为人们所重视。文章对氧化锌避雷器在线测试方法进行了阐述，并对其优缺点进行了分析。　　关键词：氧化锌避雷器；带电；测试　　0前言　　近年来，金属氧化物避雷器(MOA)以其优异的技术性能逐渐取代了其他类型的避雷器，成为电力系统的换代保护设备。由于MOA没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过MOA各个串联电阻片，此电流的大小取决于MOA热稳定性和电阻

2、片的老化程度。如果MOA在动作负载下发生劣化，将会使其对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为MOA的击穿损坏。因此，运行电压下的氧化锌避雷器现场带电测试越来越受到重视。　　1MOA正常运行电压下的泄漏电流分析　　MOA的等效电路如图1所示，图2为MOA的电压电流相量图。由图可知MOA由非线性电阻R和电容C并联组成。其中IX为MOA的总泄漏电流，IR为阻性电流，IC为容性电流。　　由图1可知，正常运行中的MOA在交流电压下有：　　IX=IRIC　　当氧化锌避雷器受潮、内部绝缘缺陷以及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电

3、流大大增加，因此通常以观察正常运行电压下流过MOA阻性电流的变化，即观察阻性泄漏电流是否增大作为判断依据。当氧化锌避雷器处于合适的状况下时，阻性泄漏电流仅占总电流的10%～20%，因此，仅仅以观察总电流的变化情况来确定氧化锌避雷器阻性电流的变化情况是困难的。只有将阻性泄漏电流从总电流中分离出来，才能清楚地了解它的变化情况。　　　　图1MOA等效电路图　　　　图2MOA电流电压相量图　　2基于测试MOA泄漏电流的带电监测方法　　2.1监测全电流法　　全电流监测方法主要有两种:安装避雷器监测器和利用高精度钳形电流表。　　(1)安装避

4、雷器监测器如图3所示，由放电计数器和泄漏电流测量单元组成的避雷器监测器直接与避雷器形成串联回路，此避雷器监测器除了保留放电计数器的功能外，运行中长期　　指示泄露电流值，可以随时读取避雷器的泄露全电流。　　　　图3测量全电流原理图　　(2)利用高精度钳形电流表　　该测试方法是将钳形电流表的嵌口直接嵌在避雷器底部与放电计数器间的连线上就可以测量，钳形电流表是利用电磁感应原理测量电流，外部电磁场对测量结果影响较大，利用该测试方法一定要选用钳形电流表精度应不低于1μA，且测试过程中应戴绝缘手套。　　监测全电流法主要优点是方法简便，适于在

5、现场大量监测使用，能够及时发现MOA的显著劣化状况;缺点是对发现MOA的早期老化很不灵敏。在运行初期，流过正常MOA的全电流中，阻性分量仅占全电流的10%～20%，阻性分量即使已有显著增大，在测量全电流的变化仍不明显。　　2.2补偿法测阻性电流法　　补偿法的原理就是抽取系统电压补偿总泄漏电流中的容性电流分量，以得到阻性电流分量，可用下式表示　　　　式中，ust为母线参考电压移相90所得，iX为全电流;G为测试仪内增益控制放大器增益。利用此原理制造的测试仪一般工作原理图如图4所示。其中，TV为电压互感器;TA为钳形电流互感器;DF

6、为移相电路;GCA为增益控制放大器;I为积分器;M为乘法器;PVD为峰值检测电路。　　　　图4利用补偿原理制造的泄漏测试仪器工作电路示意图　　仪器利用TA从MOA下引线取得电流信号iX，从TV取得的电压信号经移相器移相90后得ust，以使ust与iX中得容性分量iC同相(由于TV存在一定的角差，实际中ust与iC并非完全同相)，然后ust经放大器GCA后与iX一起送入差分放大器，在放大器内，将Gust与iX相减，并由积分器、乘法器组成的自动反馈跟踪，以控制GCA增益G，使Gust原iC=0，即iX中的容性分量被完全补偿掉，剩下的

7、即为阻性分量。　　现场试验发现对单支MOA施加波形良好的电压，测得的阻性电流较为精确。但三相运行时，如果三相避雷器一字形安装，则由于相间耦合电容和电磁干扰，使各相避雷器除受本相电压作用外，还通过相间耦合受到相邻相电压的作用，从而影响监测结果的准确性，另外，由于氧化锌阀片非线性支路的交流伏安特性曲线在电压、电流过零的情况下不同程度地存在着滞回现象，这说明在电X电压为正弦函数波形时，流过MOA的电流波形峰值与电压波形峰值不重合，电流波形呈现奇谐函数的形态，测出的阻性电流存在较大误差，而且补偿法无法补偿系统谐波容性电流，所以补偿法存在

8、着众多缺陷，尤其是对于谐波含量较大的油田电X，测量的阻性电流误差较大。　　2.3谐波分析法　　利用数学谐波分析技术从总泄漏电流中分离出基波阻性电流的方法成为基波阻性电流法，但同理可以从总泄漏电流中分离出3次谐波阻性电流，3次谐波阻性电流在判断MOA运行工况方面有