氧化鋅避雷器帶電測試應用分析

萬清 陳振坤

摘要：為了提高氧化鋅避雷器（MOA）帶電測試數據的準確性，分析相間干擾對MOA帶電測試結果的影響，根據避雷器的等效電路，推導出MOA的實際的阻抗角計算公式。根據公式知，避雷器相間耦合電容干擾是導致帶電測試結果偏差的原因。根據不同補償方式（禁用補償，邊補償）所得數據，來驗證這一假設。結果表明，通過校核后即邊補償后的數據能大大減少相間耦合電容對帶電測試結果的，校正后能貼近避雷器的真實運行工況。

關鍵詞：避雷器；帶電測試；耦合電容；補償

氧化鋅避雷器主要組成部分是非線性氧化鋅電阻片，當設備因外界電壓入侵，如雷電時候，達到規定的動作電壓時，避雷器動作并通過接地釋放過電壓負荷，使電網電壓幅值降低到一定水平，從而保護設備絕緣不受破壞。

目前避雷器的檢修一般分為停電和帶電測試，停電計劃會增加線路等電力設施停電計劃和降低電網運行安全可靠性，因此近年來，在雷雨天氣前后對避雷器的帶電測試工作尤為重要。帶電測試過程中，多種干擾會對避雷器測試結果的準確性產生影響。其中，避雷器相間耦合電容干擾對測試數據影響最大。本文通過變電站實際測試數據相間耦合電容對避雷器帶電測試干擾進行定量分析，并驗證了避雷器帶電測試數據的校正方法以及用向量圖簡單說明補償角度的特點。

一、避雷器帶電測試原理

避雷器等效電路圖如圖1所示。在交流電壓下，

避雷器全電流IX含阻性電流IR和容性電流IC，

運行時，通過避雷器的電流大部分為IC，IR只占Ix的10%～20%。

當避雷器內部進水受潮或者絕緣受到損壞時，IC變化較小，而IR會增大到正常值的數十倍，所有避雷器帶電測試主要是IX、IR的值。在避雷器測量中，采用AI6108氧化鋅避雷器帶電測試儀獲得MOA的IX，通過線路單元智能控制柜計量交流電壓空開處取參考電壓U，通過傅里葉變換的得到電流和電壓的基波分量。通過基波值的相位比，得出避雷器的阻抗角φ，IR=IXCOSφ，IC=IXSINφ。

二、分析相間耦合電容對避雷器帶電測試干擾分析

影響避雷器帶電測試結果因素很多，如站內電場干擾，電網電壓波動，設備外瓷瓶臟污，相間干擾以及天氣溫濕度，但是，避雷器相間耦合電容干擾對測量結果影響最大。

避雷器在運行電壓時，空間中產生雜散電容電流，通過相間的相互作用使得三相的電流、阻抗角發生變化，導致測量數據偏離實際。避雷器通常一字并列置放。A、C間距離較遠，因此只考慮A、B與B、C相之間的耦合電容電流。

經計算，其補償公式如公式（1）所示。C0為相間耦合電容；CA、CB、CC及RA、RB、RC分別為三相避雷器的等效電容和非線性電阻；IXA、IXB、IXC為三相全電流；UA、UB、UC為電網的三相電壓

三、避雷器帶電測試數據校正

通過補償過真實反映避雷器設備的數據推出C0，即可倒推出避雷器實際運行時禁用補償數據，繼而推出補償角度。通過測試角度與推算角度對比，驗證儀器可靠性。

下面以一變電站表，避雷器帶電測試原始數據進行驗證。

得出C0≈1.9～2.0（PF），而由于我們采用邊相補償計算等效電路元件數值，因此B相不做討論。進而，通過公式（1）得出補償后角度，A及C相分別為φA =83.63°和φC =84°。這與儀器給的補償角度一致。而邊補償后的數據能更加真實反映避雷器的運行實際。

四、結語

這里分析了氧化鋅避雷器帶電測試受到相間耦合電容干擾，根據推導推導公式進而得出實際阻抗角與受干擾的阻抗角。通過實際現場試驗證明，使用儀器的邊補償功能可以很好地修正避雷器帶電測試數據，真實反映試驗結果。

參考文獻：

[1]楊殿成.金屬氧化物避雷器帶電測試干擾分析[J].扃壓電器，2009，45（5）：130132.

[2]何春光，石偉，方輝.簡析氧化鋅避雷器帶電測試技術及應用[J].通信電源技術，2011，28（5）：6668.

作者簡介：萬清（1988），女，福建廈門人，電力工程師，從事高電壓試驗工作；陳振坤（1988），男，福建廈門人，電力工程師，從事柔直變電運行工作。