一字形排列三相氧化鋅避雷器阻性電流測試方法探討

樊璟++林子翔

摘 要：我們可以通過對氧化鋅避雷器厘米的泄露電流的阻性電流進行測量來獲取該避雷器的質(zhì)量情況。因為三氧化線一字型排列的避雷器其受到雜散電容的影響，會有一定的總電流相角的改變，導(dǎo)致了電流的測量出現(xiàn)了異常，精度不高，這就不能夠很準確的對避雷器的質(zhì)量情況有一個判斷。

關(guān)鍵詞：一字形排列 氧化鋅避雷器 阻性電流

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0103-02

氧化鋅避雷器使用氧化鋅來作為其閥片的主要成分，混合其他的一些金屬氧化物添加劑來制作成的。氧化鋅閥片的流通容量比較大，因為其性質(zhì)比較好，使用的技術(shù)性能比較高，因此，在我們實際應(yīng)用的時候都是使用它來當做避雷器的主要閥片，為電力系統(tǒng)提供了比較好的保障。因為氧化鋅避雷器不存在放電間隙，且電阻片一直都受到電壓的負荷，加上泄露電流的存在，使得氧化鋅避雷器的總泄露電流比較大，這部分的電流由阻性電流和容性電流兩個方面組成，阻性電流是受到避雷器閥片的物理因素影響，比如說損壞、腐蝕、污染等。當氧化鋅避雷器的負載因為各類因素而降低了，那么就會直接影響其對地絕緣能力，泄露電流不斷增加，最終導(dǎo)致了其損壞。因此，在對氧化鋅避雷器的使用過程中我們要能夠?qū)ζ湫孤峨娏髯栊噪娏鬟M行研究，對其質(zhì)量進行分析，想辦法來將氧化鋅避雷器相互之間的作用消除，提高測量準確度。

1 測量MOA阻性電流的基本方法

氧化鋅避雷器是一個線性電容和非線性電阻并聯(lián)的設(shè)備，電壓對其產(chǎn)生作用，導(dǎo)致了其出現(xiàn)電流泄露，這些叫做全電流，電流還分為容性和阻性分量，將容性分量補償?shù)艉髣t可得阻性電流。采用補償法來進行測量，我們就應(yīng)該要獲取變電站的電壓，將其當做一個分量來進行計算。根據(jù)其分量可以對氧化鋅避雷器的漏電流兩個分量進行計算，然后對其進行數(shù)據(jù)處理。

補償法的測量原理，一般都需要從變電站的電壓互感器取得電壓作為參考分量。根據(jù)此參考分量來確定MOA漏電流的容性分量和阻性分量，然后進行處理。

除補償法外，還有三次諧波法，即利用全電流中3次諧波的變化進行MOA的故障診斷。但當系統(tǒng)中諧波分量較大時，儀器的誤差可達100%甚至百分之幾百，而且在同一地點有時會由于系統(tǒng)諧波分量的變化而導(dǎo)致測量結(jié)果的變化。

2 MOA阻性電流測量結(jié)果的分析

現(xiàn)階段的研究中關(guān)于氧化鋅避雷器的劣化原因分析認為，導(dǎo)致其結(jié)果都額主要因素就是總泄露電流占據(jù)的比重過大引起的，現(xiàn)在一般都有20%左右的比例，因此，對總泄露電流進行阻性電流的提取能夠讓我們獲得氧化鋅避雷器的實際運行情況。

表1是某變電站一組避雷器的測量數(shù)據(jù)。

由表1可知：三相避雷器中，A相的全電流和阻性電流最大，阻性電流含量較??；而B相的全電流和阻性電流偏小，阻性電流的含量最大，驗證了相間雜散電容的影響。

現(xiàn)場試驗已多次發(fā)現(xiàn)，當三個同類型的MOA組成三相而呈一字形排列時，若用阻性電流在線檢測儀進行試驗，讀出這三相MOA各自的阻性電流分量及功耗往往相差很大，且中相的數(shù)據(jù)居中，并與單相加壓時相近而兩個邊相中有一相偏大、另一相偏小。顯然，這樣很難據(jù)此在線測值直接來判別該MOA的好壞。

研究已證實，這些問題主要是由于運行中呈一字形排列的三相MOA，相鄰相通過雜散電容耦合等的影響，使得兩邊相MOA底部的總電流相位發(fā)生變化，其主要表現(xiàn)為：A相總泄漏電流的相位角移后，阻性電流讀數(shù)明顯增大；C相總泄漏電流的相位角移前，阻性電流讀數(shù)明顯減?。籅相總泄漏電流的相角居中，A、C兩相對其的電容耦合基本對稱，可以忽略對其的影響。

3 氧化鋅避雷器的測量和數(shù)據(jù)分析

儀器輸入PT二次電壓作為參考信號，同時輸入MOA電流信號，經(jīng)過傅立葉變換可以得到電壓基波U1、電流基波峰值Ix1p和電流電壓角度Φ。因此，與電壓同相分量為阻性電流基波值Ir1p，正交分量是容性電流基波值Ic1p：

Ir1p=Ix1pCOSΦ Ic1p=Ix1pSINΦ

考慮到δ=90°-Φ相當于介損角，直接用Φ評價MOA也是十分簡捷的：沒有“相間干擾”時，Φ大多在81°～86°之間。按“阻性電流不能超過總電流的25%”的要求，Φ不能小于75.5°，可參考表2對MOA性能分段評價。

實際上Φ<80°時應(yīng)當引起注意。

用本相PT二次電壓測量本相MOA電流，補償角度均為0，即測量時不考慮相間干擾。評價一字形排列的MOA性能時應(yīng)考慮相間干擾。按相間干擾的對稱性，以B相Φ為準，A相Φ減小的數(shù)值基本等于C相Φ增加的數(shù)值，由此可以估計相間干擾角度。例如A相Φ偏小2°，C相Φ偏大3°，則相間干擾大致為2.5°，評價MOA性能時，A相Φ+2.5°，B相Φ不變，C相Φ-2.5°。

如果測量時考慮相間干擾，可對A、C相設(shè)置補償角度，該補償角度“加”到Φ中?？紤]到B相對A、C相的相間干擾對稱，如果測量出Ic超前Ia的角度Φca，A、C相分別補償；Φca的測量方法是：選擇B相參考電壓不變，先輸入C相Φ再輸入A相Φ，將兩次Φ相減即可。

通過實測可知，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。

4 結(jié)論

氧化鋅避雷器相互之間具有影響，主要是其雜散電容之間的影響，導(dǎo)致了其總電流相位異常，出現(xiàn)波動，這就關(guān)系到氧化鋅避雷器的具體安置位置，因此兩個避雷器之間過于接近的話，會產(chǎn)生比較大的影響，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。這使得測量結(jié)果顯示出如下規(guī)律：電壓與電流夾角ΦA(chǔ)<ΦB<ΦC，阻性電流Ira>Irb>Irc。

正常的使用過程中，因此，氧化鋅避雷器的劣化現(xiàn)象存在，而且在初期并不是非常顯著的時候，我們不能夠經(jīng)過測量數(shù)據(jù)來獲得氧化鋅避雷器的實際質(zhì)量情況。根據(jù)我們在現(xiàn)場測量的一些經(jīng)驗來看，氧化鋅避雷器測試數(shù)據(jù)使用這些綜合分析的方式，能夠獲得比較精確的氧化鋅避雷器的實際運行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)提供比較可靠的維護和保護依據(jù)。

參考文獻

[1] 陳化鋼.電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法》（修訂版）[Z].

[2] 廣州供電局預(yù)防性試驗規(guī)程[Z].

[3] 張仲秋.現(xiàn)場氧化鋅避雷器阻性電流測試誤差分析[Z].青海電力試驗研究所.

[4] 呂景順，胡拓，雒曉燕.氧化鋅避雷器阻性電流測試相間干擾問題研究[Z].endprint

摘 要：我們可以通過對氧化鋅避雷器厘米的泄露電流的阻性電流進行測量來獲取該避雷器的質(zhì)量情況。因為三氧化線一字型排列的避雷器其受到雜散電容的影響，會有一定的總電流相角的改變，導(dǎo)致了電流的測量出現(xiàn)了異常，精度不高，這就不能夠很準確的對避雷器的質(zhì)量情況有一個判斷。

關(guān)鍵詞：一字形排列 氧化鋅避雷器 阻性電流

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0103-02

氧化鋅避雷器使用氧化鋅來作為其閥片的主要成分，混合其他的一些金屬氧化物添加劑來制作成的。氧化鋅閥片的流通容量比較大，因為其性質(zhì)比較好，使用的技術(shù)性能比較高，因此，在我們實際應(yīng)用的時候都是使用它來當做避雷器的主要閥片，為電力系統(tǒng)提供了比較好的保障。因為氧化鋅避雷器不存在放電間隙，且電阻片一直都受到電壓的負荷，加上泄露電流的存在，使得氧化鋅避雷器的總泄露電流比較大，這部分的電流由阻性電流和容性電流兩個方面組成，阻性電流是受到避雷器閥片的物理因素影響，比如說損壞、腐蝕、污染等。當氧化鋅避雷器的負載因為各類因素而降低了，那么就會直接影響其對地絕緣能力，泄露電流不斷增加，最終導(dǎo)致了其損壞。因此，在對氧化鋅避雷器的使用過程中我們要能夠?qū)ζ湫孤峨娏髯栊噪娏鬟M行研究，對其質(zhì)量進行分析，想辦法來將氧化鋅避雷器相互之間的作用消除，提高測量準確度。

1 測量MOA阻性電流的基本方法

氧化鋅避雷器是一個線性電容和非線性電阻并聯(lián)的設(shè)備，電壓對其產(chǎn)生作用，導(dǎo)致了其出現(xiàn)電流泄露，這些叫做全電流，電流還分為容性和阻性分量，將容性分量補償?shù)艉髣t可得阻性電流。采用補償法來進行測量，我們就應(yīng)該要獲取變電站的電壓，將其當做一個分量來進行計算。根據(jù)其分量可以對氧化鋅避雷器的漏電流兩個分量進行計算，然后對其進行數(shù)據(jù)處理。

補償法的測量原理，一般都需要從變電站的電壓互感器取得電壓作為參考分量。根據(jù)此參考分量來確定MOA漏電流的容性分量和阻性分量，然后進行處理。

除補償法外，還有三次諧波法，即利用全電流中3次諧波的變化進行MOA的故障診斷。但當系統(tǒng)中諧波分量較大時，儀器的誤差可達100%甚至百分之幾百，而且在同一地點有時會由于系統(tǒng)諧波分量的變化而導(dǎo)致測量結(jié)果的變化。

2 MOA阻性電流測量結(jié)果的分析

現(xiàn)階段的研究中關(guān)于氧化鋅避雷器的劣化原因分析認為，導(dǎo)致其結(jié)果都額主要因素就是總泄露電流占據(jù)的比重過大引起的，現(xiàn)在一般都有20%左右的比例，因此，對總泄露電流進行阻性電流的提取能夠讓我們獲得氧化鋅避雷器的實際運行情況。

表1是某變電站一組避雷器的測量數(shù)據(jù)。

由表1可知：三相避雷器中，A相的全電流和阻性電流最大，阻性電流含量較小；而B相的全電流和阻性電流偏小，阻性電流的含量最大，驗證了相間雜散電容的影響。

現(xiàn)場試驗已多次發(fā)現(xiàn)，當三個同類型的MOA組成三相而呈一字形排列時，若用阻性電流在線檢測儀進行試驗，讀出這三相MOA各自的阻性電流分量及功耗往往相差很大，且中相的數(shù)據(jù)居中，并與單相加壓時相近而兩個邊相中有一相偏大、另一相偏小。顯然，這樣很難據(jù)此在線測值直接來判別該MOA的好壞。

研究已證實，這些問題主要是由于運行中呈一字形排列的三相MOA，相鄰相通過雜散電容耦合等的影響，使得兩邊相MOA底部的總電流相位發(fā)生變化，其主要表現(xiàn)為：A相總泄漏電流的相位角移后，阻性電流讀數(shù)明顯增大；C相總泄漏電流的相位角移前，阻性電流讀數(shù)明顯減小；B相總泄漏電流的相角居中，A、C兩相對其的電容耦合基本對稱，可以忽略對其的影響。

3 氧化鋅避雷器的測量和數(shù)據(jù)分析

儀器輸入PT二次電壓作為參考信號，同時輸入MOA電流信號，經(jīng)過傅立葉變換可以得到電壓基波U1、電流基波峰值Ix1p和電流電壓角度Φ。因此，與電壓同相分量為阻性電流基波值Ir1p，正交分量是容性電流基波值Ic1p：

Ir1p=Ix1pCOSΦ Ic1p=Ix1pSINΦ

考慮到δ=90°-Φ相當于介損角，直接用Φ評價MOA也是十分簡捷的：沒有“相間干擾”時，Φ大多在81°～86°之間。按“阻性電流不能超過總電流的25%”的要求，Φ不能小于75.5°，可參考表2對MOA性能分段評價。

實際上Φ<80°時應(yīng)當引起注意。

用本相PT二次電壓測量本相MOA電流，補償角度均為0，即測量時不考慮相間干擾。評價一字形排列的MOA性能時應(yīng)考慮相間干擾。按相間干擾的對稱性，以B相Φ為準，A相Φ減小的數(shù)值基本等于C相Φ增加的數(shù)值，由此可以估計相間干擾角度。例如A相Φ偏小2°，C相Φ偏大3°，則相間干擾大致為2.5°，評價MOA性能時，A相Φ+2.5°，B相Φ不變，C相Φ-2.5°。

如果測量時考慮相間干擾，可對A、C相設(shè)置補償角度，該補償角度“加”到Φ中?？紤]到B相對A、C相的相間干擾對稱，如果測量出Ic超前Ia的角度Φca，A、C相分別補償；Φca的測量方法是：選擇B相參考電壓不變，先輸入C相Φ再輸入A相Φ，將兩次Φ相減即可。

通過實測可知，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。

4 結(jié)論

氧化鋅避雷器相互之間具有影響，主要是其雜散電容之間的影響，導(dǎo)致了其總電流相位異常，出現(xiàn)波動，這就關(guān)系到氧化鋅避雷器的具體安置位置，因此兩個避雷器之間過于接近的話，會產(chǎn)生比較大的影響，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。這使得測量結(jié)果顯示出如下規(guī)律：電壓與電流夾角ΦA(chǔ)<ΦB<ΦC，阻性電流Ira>Irb>Irc。

正常的使用過程中，因此，氧化鋅避雷器的劣化現(xiàn)象存在，而且在初期并不是非常顯著的時候，我們不能夠經(jīng)過測量數(shù)據(jù)來獲得氧化鋅避雷器的實際質(zhì)量情況。根據(jù)我們在現(xiàn)場測量的一些經(jīng)驗來看，氧化鋅避雷器測試數(shù)據(jù)使用這些綜合分析的方式，能夠獲得比較精確的氧化鋅避雷器的實際運行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)提供比較可靠的維護和保護依據(jù)。

參考文獻

[1] 陳化鋼.電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法》（修訂版）[Z].

[2] 廣州供電局預(yù)防性試驗規(guī)程[Z].

[3] 張仲秋.現(xiàn)場氧化鋅避雷器阻性電流測試誤差分析[Z].青海電力試驗研究所.

[4] 呂景順，胡拓，雒曉燕.氧化鋅避雷器阻性電流測試相間干擾問題研究[Z].endprint

摘 要：我們可以通過對氧化鋅避雷器厘米的泄露電流的阻性電流進行測量來獲取該避雷器的質(zhì)量情況。因為三氧化線一字型排列的避雷器其受到雜散電容的影響，會有一定的總電流相角的改變，導(dǎo)致了電流的測量出現(xiàn)了異常，精度不高，這就不能夠很準確的對避雷器的質(zhì)量情況有一個判斷。

關(guān)鍵詞：一字形排列 氧化鋅避雷器 阻性電流

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0103-02

氧化鋅避雷器使用氧化鋅來作為其閥片的主要成分，混合其他的一些金屬氧化物添加劑來制作成的。氧化鋅閥片的流通容量比較大，因為其性質(zhì)比較好，使用的技術(shù)性能比較高，因此，在我們實際應(yīng)用的時候都是使用它來當做避雷器的主要閥片，為電力系統(tǒng)提供了比較好的保障。因為氧化鋅避雷器不存在放電間隙，且電阻片一直都受到電壓的負荷，加上泄露電流的存在，使得氧化鋅避雷器的總泄露電流比較大，這部分的電流由阻性電流和容性電流兩個方面組成，阻性電流是受到避雷器閥片的物理因素影響，比如說損壞、腐蝕、污染等。當氧化鋅避雷器的負載因為各類因素而降低了，那么就會直接影響其對地絕緣能力，泄露電流不斷增加，最終導(dǎo)致了其損壞。因此，在對氧化鋅避雷器的使用過程中我們要能夠?qū)ζ湫孤峨娏髯栊噪娏鬟M行研究，對其質(zhì)量進行分析，想辦法來將氧化鋅避雷器相互之間的作用消除，提高測量準確度。

1 測量MOA阻性電流的基本方法

氧化鋅避雷器是一個線性電容和非線性電阻并聯(lián)的設(shè)備，電壓對其產(chǎn)生作用，導(dǎo)致了其出現(xiàn)電流泄露，這些叫做全電流，電流還分為容性和阻性分量，將容性分量補償?shù)艉髣t可得阻性電流。采用補償法來進行測量，我們就應(yīng)該要獲取變電站的電壓，將其當做一個分量來進行計算。根據(jù)其分量可以對氧化鋅避雷器的漏電流兩個分量進行計算，然后對其進行數(shù)據(jù)處理。

補償法的測量原理，一般都需要從變電站的電壓互感器取得電壓作為參考分量。根據(jù)此參考分量來確定MOA漏電流的容性分量和阻性分量，然后進行處理。

除補償法外，還有三次諧波法，即利用全電流中3次諧波的變化進行MOA的故障診斷。但當系統(tǒng)中諧波分量較大時，儀器的誤差可達100%甚至百分之幾百，而且在同一地點有時會由于系統(tǒng)諧波分量的變化而導(dǎo)致測量結(jié)果的變化。

2 MOA阻性電流測量結(jié)果的分析

現(xiàn)階段的研究中關(guān)于氧化鋅避雷器的劣化原因分析認為，導(dǎo)致其結(jié)果都額主要因素就是總泄露電流占據(jù)的比重過大引起的，現(xiàn)在一般都有20%左右的比例，因此，對總泄露電流進行阻性電流的提取能夠讓我們獲得氧化鋅避雷器的實際運行情況。

表1是某變電站一組避雷器的測量數(shù)據(jù)。

由表1可知：三相避雷器中，A相的全電流和阻性電流最大，阻性電流含量較??；而B相的全電流和阻性電流偏小，阻性電流的含量最大，驗證了相間雜散電容的影響。

現(xiàn)場試驗已多次發(fā)現(xiàn)，當三個同類型的MOA組成三相而呈一字形排列時，若用阻性電流在線檢測儀進行試驗，讀出這三相MOA各自的阻性電流分量及功耗往往相差很大，且中相的數(shù)據(jù)居中，并與單相加壓時相近而兩個邊相中有一相偏大、另一相偏小。顯然，這樣很難據(jù)此在線測值直接來判別該MOA的好壞。

研究已證實，這些問題主要是由于運行中呈一字形排列的三相MOA，相鄰相通過雜散電容耦合等的影響，使得兩邊相MOA底部的總電流相位發(fā)生變化，其主要表現(xiàn)為：A相總泄漏電流的相位角移后，阻性電流讀數(shù)明顯增大；C相總泄漏電流的相位角移前，阻性電流讀數(shù)明顯減小；B相總泄漏電流的相角居中，A、C兩相對其的電容耦合基本對稱，可以忽略對其的影響。

3 氧化鋅避雷器的測量和數(shù)據(jù)分析

儀器輸入PT二次電壓作為參考信號，同時輸入MOA電流信號，經(jīng)過傅立葉變換可以得到電壓基波U1、電流基波峰值Ix1p和電流電壓角度Φ。因此，與電壓同相分量為阻性電流基波值Ir1p，正交分量是容性電流基波值Ic1p：

Ir1p=Ix1pCOSΦ Ic1p=Ix1pSINΦ

考慮到δ=90°-Φ相當于介損角，直接用Φ評價MOA也是十分簡捷的：沒有“相間干擾”時，Φ大多在81°～86°之間。按“阻性電流不能超過總電流的25%”的要求，Φ不能小于75.5°，可參考表2對MOA性能分段評價。

實際上Φ<80°時應(yīng)當引起注意。

用本相PT二次電壓測量本相MOA電流，補償角度均為0，即測量時不考慮相間干擾。評價一字形排列的MOA性能時應(yīng)考慮相間干擾。按相間干擾的對稱性，以B相Φ為準，A相Φ減小的數(shù)值基本等于C相Φ增加的數(shù)值，由此可以估計相間干擾角度。例如A相Φ偏小2°，C相Φ偏大3°，則相間干擾大致為2.5°，評價MOA性能時，A相Φ+2.5°，B相Φ不變，C相Φ-2.5°。

如果測量時考慮相間干擾，可對A、C相設(shè)置補償角度，該補償角度“加”到Φ中?？紤]到B相對A、C相的相間干擾對稱，如果測量出Ic超前Ia的角度Φca，A、C相分別補償；Φca的測量方法是：選擇B相參考電壓不變，先輸入C相Φ再輸入A相Φ，將兩次Φ相減即可。

通過實測可知，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。

4 結(jié)論

氧化鋅避雷器相互之間具有影響，主要是其雜散電容之間的影響，導(dǎo)致了其總電流相位異常，出現(xiàn)波動，這就關(guān)系到氧化鋅避雷器的具體安置位置，因此兩個避雷器之間過于接近的話，會產(chǎn)生比較大的影響，一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右，在運行電壓下，MOA底部總電流的相角每變化1°，則阻性電流基波數(shù)值變化15%左右。這使得測量結(jié)果顯示出如下規(guī)律：電壓與電流夾角ΦA(chǔ)<ΦB<ΦC，阻性電流Ira>Irb>Irc。

正常的使用過程中，因此，氧化鋅避雷器的劣化現(xiàn)象存在，而且在初期并不是非常顯著的時候，我們不能夠經(jīng)過測量數(shù)據(jù)來獲得氧化鋅避雷器的實際質(zhì)量情況。根據(jù)我們在現(xiàn)場測量的一些經(jīng)驗來看，氧化鋅避雷器測試數(shù)據(jù)使用這些綜合分析的方式，能夠獲得比較精確的氧化鋅避雷器的實際運行狀態(tài)，為電力系統(tǒng)提供比較可靠的維護和保護依據(jù)。

參考文獻

[1] 陳化鋼.電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法》（修訂版）[Z].

[2] 廣州供電局預(yù)防性試驗規(guī)程[Z].

[3] 張仲秋.現(xiàn)場氧化鋅避雷器阻性電流測試誤差分析[Z].青海電力試驗研究所.

[4] 呂景順，胡拓，雒曉燕.氧化鋅避雷器阻性電流測試相間干擾問題研究[Z].endprint