氧化锌避雷器的在线监测讲课教案

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1、技术讲课教案题目：氧化锌避雷器的在线监测授课人：马拉多纳当前采用的MOA一般不含间隙，在交流电压作用下，避雷器的总泄漏电流（全电流）包含阻性电流IR（有功分量）和容性电流IC（无功分量）。在正常运行情况下，流过避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%～20%左右。当阀片老化、避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不多，阻性电流增加较大。因此对氧化锌避雷器进行全电流检测，方法简单，可以在一定程度上反映避雷器的绝缘状况，但不如检测阻性电流灵敏。氧化锌避雷器的在线检测通常有补偿法和谐波法两种。补偿法误差较小，但测量时必须引入电网电压信号

2、，有时无法实现。谐波法测量时无需动用电网的PT，不须断开避雷器的接地线，仅用钳型CT直接钳在避雷器的接地线上，即可测得氧化锌避雷器的全泄漏电流和阻性泄漏电流。此外，在氧化锌避雷器的在线检测中，越来越多地采用数字化测量和谐波分析技术，简化硬件电路和测量方法。一、全电流带电检测图4－32全电流在线检测原理图全电流带电检测原理如图所示。使用交流毫安表或万用表的交流毫安档，也可用经桥式整流器连接的直流毫安表，并接在动作记数器或接地开关上测量全电流，这是一种简便可行的方法。当电流增大到2～3倍时，往往认为已达到危险界限。现场测量经验表明，这一标准可以有效地检测氧化锌避雷器在运行中的劣

3、化。图中R3是保护阀片，保护间隙为放电管，用以防止避雷器劣化后的较大电流引起的设备损坏。并联在动作计数器上时应考虑动作计数器内阻的影响。二、补偿法检测阻性电流图4－33阻性电流测量原理接线氧化锌避雷器阀片的劣化反映为阻性电流增大。因此，直接测量阻性电流IR反映氧化锌避雷器的劣化更为灵敏。直接测量阻性IR需要同时抽取系统电压信号，以便能够借以消除总泄漏电流中的容性电流分量。其基本原理与容性设备的阻性电流检测相同，如图上图所示。采用这种类型的阻性电流检测仪比较方便实用，因为它是以钳形电流互感器取样，不必断开原有接线，而且不需人工调节，自动补偿到能直接读取IR及P。但如果测试现场

4、的电场干扰使容性电流与电压不是相差90度时，测试仪器不能将IC完全补偿掉，会造成很大误差。此外，钳形电流互感器的磁芯质量很重要，要保证不因各次钳合时由于电流互感器铁芯励磁电流变化而引起比差，特别是角差的改变，需要采用良好的屏蔽结构以尽量减小实测时外来干扰的影响。另外，电网谐波电压是从幅值和相位两个方面来影响阻性电流测量值。分析表明，若只测量阻性电流中的基波，则不论避雷器两端电压所含谐波量如何，IR1总是一个定值。因此，采用滤波技术滤除和中的谐波分量，可以排除氧化锌避雷器两端电压中所含谐波对阻性电流测量的影响。三、用谐波法测量泄漏电流由金属氧化锌避雷器的等值电路可知，全电流由

5、阻性电流和容性电流组成。由于氧化锌阀片的非线性，阻性电流中包含基波分量和谐波分量。假设电网电压中只有基波分量，容性电流中亦只有基波分量。因此，只要在测出的全电流中滤除基波分量，剩下的就只有反映阻性电流变化的谐波电流。如果能得到谐波电流与阻性电流之间的比率关系k，即可得到阻性电流IR。分析表明，k可以通过计算或试验得到。根据此原理构造的测量方法有谐波法和零序电流法。此处介绍谐波法，零序电流法在后面介绍。典型的谐波法测量原理图如图下图所示。由直接钳于避雷器接地线上的CT探头、I0通道放大器、IR通道放大器及指示电表组成。图4－34谐波法测量原理图A1——通常由低噪声前置放大器和

6、增益可变的放大器组成，以适应不同量程的泄漏电流检测的需要。A2——射极跟随器，使仪器可外接各种型号的同步示波器，以观察I0的波形便于分析。A3——有效值检波器，其输出直接送至指示电表读取全泄漏电流。A4、A5——带通滤波器，当测量3次谐波时，其中心频率取150Hz，然后送至指示电表指示其谐波分量，通常经一修正值使电表直接指示阻性电流值。谐波法仪器的电路结构较为简单，测量方便，只要用CT探头钳在避雷器的接地线上就可以直接读取避雷器的全泄漏电流值和阻性泄漏电流值。但由于它测量的是泄漏电流的谐波分量来代替IR，所以测量值会受到电网中的谐波分量的影响。采用比较法判断氧化锌避雷器是否

7、老化，即避雷器投入电网运行时的泄漏电流、阻性电流值和运行一段时间后的I0和IR的变化值（主要是IR的变化值）。当检测值大于倍初始值时，即须加强监测直至退出运行。谐波法以阻性分量的谐波值代替IR，所以它有一修正值，对不同的氧化锌避雷器，修正值也不同。实践证明，若改为3、5、7次谐波峰值的和，再通过修正值修正，其适应范围更大。谐波法的缺点是易受到电网电压（或试验变压器）的谐波分量的影响，电网电压的谐波分量与阀片产生的谐波相互干扰，电网电压的谐波分量越大，测量误差就越大。为避免电网电压谐波的影响，可采用“电场探头”等方法