金屬氧化物避雷器帶電測(cè)試方法淺析

付東豐

（國(guó)網(wǎng)資陽(yáng)供電公司，四川 資陽(yáng)641300）

0 前言

避雷器是一種過(guò)電壓保護(hù)裝置，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障，而金屬氧化物避雷器由于其優(yōu)良的非線性和大通流容量等優(yōu)點(diǎn)，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。由于氧化鋅避雷器閥片長(zhǎng)期受工頻電壓的影響，會(huì)發(fā)生受潮、老化等，阻性電流在一定程度上可以反映氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，因此需要定期對(duì)其泄漏電流等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以保證其正常狀態(tài)運(yùn)行。國(guó)網(wǎng)公司的十八項(xiàng)反措也明確提出每年雷雨季節(jié)前后要對(duì)避雷器進(jìn)行帶電檢測(cè)泄漏電流試驗(yàn)，足以說(shuō)明其測(cè)試的重要性。

1 測(cè)試原理

運(yùn)行中的氧化鋅避雷器在交流電壓的作用下，流經(jīng)的泄漏電流有兩種：阻性電流和容性電流。其中阻性電流只占很小的一部分。但當(dāng)避雷器出現(xiàn)老化、受潮、絕緣下降以及表面污穢等情況時(shí)，容性電流變化不大，阻性電流會(huì)大大增加。所以帶電測(cè)試主要是檢測(cè)泄漏電流及其阻性分量。

其原理圖如圖1 所示：

圖1 氧化鋅避雷器等效圖

總的泄漏電流為I，容性電流Ic,阻性電流Ir，其：

當(dāng)避雷器受潮后，電阻R 將變小，而電壓U 將不會(huì)改變，相應(yīng)的阻性電流Ir 要變大。因此可以根據(jù)阻性電流的變化來(lái)說(shuō)明避雷器是否受潮。在測(cè)試中最主要數(shù)據(jù)就是總泄漏電流和阻性電流，或者是總泄漏電流和φ 角。

2 測(cè)試方法

2.1 不帶PT 測(cè)試三只避雷器

此種方法是基于基波法原理測(cè)試的，比較適用于無(wú)法獲取電壓互感器二次電壓信號(hào)或某些特殊情況，只能測(cè)出總泄漏電流。阻性電流和φ 角都是未知的，無(wú)法直接檢測(cè)的量。根據(jù)總的泄漏電流利用快速傅立葉變換分析諧波而得出阻性分量，此種方法準(zhǔn)確性較低，對(duì)于避雷器初期劣化不是很敏感，但操作上方便，也較安全，也比較省時(shí)。

2.2 帶B 相PT 定量補(bǔ)償測(cè)三只避雷器

此種方法是采用B 相PT 作為參考電壓信號(hào)，取三相的計(jì)數(shù)器的泄漏電流，由于取B 相電壓，所以B 相避雷器可以直接得出測(cè)試結(jié)果，A、C 相角度要在儀器內(nèi)進(jìn)行加或減120°得出結(jié)果。但在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，對(duì)于一字排列的避雷器，中間B 相會(huì)通過(guò)雜散電容對(duì)A、C 相泄漏電流產(chǎn)生影響，如圖2 所示，影響大小取決于電壓等級(jí)以及B 相距A、C 相的距離，B 相由于會(huì)同時(shí)受到A、C 相的干擾，基本上干擾會(huì)抵消。一般A 相φ 減小2°到5°左右，阻性電流增大；C 相φ 增大2°到5°左右，阻性電流減小甚至為負(fù)；B 相基本不變。測(cè)試結(jié)果因?yàn)楦蓴_而不準(zhǔn)確，因此在測(cè)量時(shí)就會(huì)出現(xiàn)抗干擾和不抗干擾的選擇?？垢蓴_就是在測(cè)試過(guò)程中對(duì)A、C 兩相進(jìn)行補(bǔ)償，如測(cè)量A 相時(shí)增加2°到5°的補(bǔ)償干擾角，測(cè)量B 相時(shí)不補(bǔ)償，測(cè)量C 相時(shí)增加負(fù)2°到5°的補(bǔ)償干擾角，都是定量補(bǔ)償，數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，存在過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償現(xiàn)象。而在80°到90°之間每變化1°，COS 值變化都至少在10%以上，所以測(cè)量時(shí)會(huì)有較大誤差。安全性上比方法1 要差些，省時(shí)上也不如方法1。

圖2 中間相對(duì)邊相干擾

2.3 帶B 相PT 去干擾測(cè)三只避雷器

此種方法類(lèi)似于方法2，接線時(shí)無(wú)論測(cè)試哪一項(xiàng)都要把B 相的電流線接上，電壓信號(hào)線可以接B 相。補(bǔ)償角處理方式上與2 不同，此方法的處理方式是基于三相電流相位互差120°的原理，通過(guò)與B 相的相位角來(lái)對(duì)A、C 相的相位角進(jìn)行強(qiáng)制補(bǔ)償。例如測(cè)A 相避雷器，首先測(cè)量B 相實(shí)測(cè)電流和A 相電壓的相位角α，再測(cè)出A 相電壓和A 相實(shí)測(cè)電流的相位角β，干擾角等于120°－（α＋β）。對(duì)于三相電流電壓相位差不一致的避雷器來(lái)說(shuō)此種方法也帶有很大誤差。對(duì)出現(xiàn)劣化的避雷器可能會(huì)出現(xiàn)誤判。

圖3 帶B 相PT 定量補(bǔ)償測(cè)三只避雷器

2.4 帶母線PT 測(cè)三只避雷器

此種方式基本上都是測(cè)試母線PT 避雷器的，不過(guò)線路避雷器也可以用此方式，由于母線電壓與線路電壓同大小同方向，所以可以利用母線PT 來(lái)代替線路PT，測(cè)試A 相避雷器時(shí)用A 相母線PT，測(cè)試B相避雷器時(shí)用B 相母線PT，測(cè)試C 相時(shí)用C 相母線PT，但測(cè)試時(shí)B相對(duì)A、C 相的干擾依然存在，測(cè)試結(jié)果與方法2 相差無(wú)幾。但操作上要比方法2 存在更大的風(fēng)險(xiǎn)，如“三誤”操作、損壞PT 保險(xiǎn)等，且更加耗時(shí)。

3 方式選取

針對(duì)上面4 種方法，我們采用了第2 種方法，但不進(jìn)行干擾角補(bǔ)償，因?yàn)殡妷旱燃?jí)和距離確定以后，中間相對(duì)邊相的干擾已經(jīng)基本確定，不會(huì)發(fā)生改變，每次測(cè)量時(shí)對(duì)其進(jìn)行縱向分析，這樣分析時(shí)干擾量基本被清除，分析判斷相對(duì)準(zhǔn)確，重復(fù)性較好，相對(duì)幾種方法既省時(shí)，也較安全方便。對(duì)于每年進(jìn)行大量避雷器的測(cè)試來(lái)說(shuō)，此種方法是比較好的選擇。

4 結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求越來(lái)越高, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶電設(shè)備存在的隱患，掌握設(shè)備狀態(tài)，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障，對(duì)于選擇適合自身實(shí)際情況的帶電檢測(cè)方式方法對(duì)試驗(yàn)人員也提出了更高的要求。

［1］陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2001.

［2］楊殿成.金屬氧化物避雷器帶電測(cè)試干擾分析[J].高壓電器，2009.

［3］李順堯.金屬氧化鋅避雷器測(cè)試方法對(duì)比與分析[J].高壓電器,2010.