110KV氧化鋅避雷器帶電試驗(yàn)及其精度研究

柳霞

（金華電業(yè)局修試工區(qū)，浙江 金華 321000）

1 概述

氧化鋅避雷器MOA在保護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行方面發(fā)揮著不可替代的作用。對(duì)MOA性能的判斷僅僅通過停電試驗(yàn)是不夠的，在線路停電困難時(shí)，通過帶電測(cè)量試驗(yàn)，在運(yùn)行中就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，而且?guī)щ姕y(cè)量可以減少設(shè)備的停電次數(shù)，從而保證電氣設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及連續(xù)性。

2 MOA的帶電測(cè)試原理及方法

氧化鋅避雷器的測(cè)量試驗(yàn)主要有絕緣電阻、直流1mA下電壓以及75%該電壓下泄漏電流的測(cè)量、運(yùn)行電壓下交流泄漏電流和阻性分量的測(cè)量（無功分量和有功分量）這3項(xiàng)，其中前2項(xiàng)測(cè)量是必須在停電的情況下進(jìn)行的，而第3項(xiàng)則是帶電測(cè)量。

目前MOA帶電測(cè)試方法主要有3種

2.1 二次法。

這是目前精確度最高的測(cè)試方法，其方法是利用PT二次電壓做為參考對(duì)阻性電流進(jìn)行測(cè)量。把試驗(yàn)設(shè)備的電流回路并聯(lián)于MOA計(jì)數(shù)器的兩端，就可以得到MOA的泄漏電流。再把試驗(yàn)設(shè)備的電壓回路并接于母線PT二次電壓端子，能得到母線電壓相位。最后再經(jīng)過傅里葉變換，便可獲得基波以及各種諧波的阻性電流值、總泄漏電流值、總阻性電流值等各種數(shù)據(jù)。

2.2 感應(yīng)板法。

其測(cè)量精度稍低于二次法，但操作較為安全、方便、快速。其方法是以電場(chǎng)強(qiáng)度做參考，在B相MOA底座安裝一個(gè)感應(yīng)板來提供母線電壓的相位信息，從而分解阻性電流。

2.3 諧波分析法。

這種方法主要是對(duì)氧化鋅避雷器的電流信號(hào)進(jìn)行諧波分析，從而對(duì)MOA的性能判斷提供依據(jù)。

3 氧化鋅避雷器的現(xiàn)場(chǎng)帶電測(cè)試

可以用一個(gè)可變電阻和一個(gè)不變電容的并聯(lián)電路來代表氧化鋅避雷器的運(yùn)行參數(shù)簡(jiǎn)化模型，MOA在運(yùn)行電壓作用下，其氧化鋅電阻片會(huì)逐漸老化或者由于密封失效受潮，阻性電流就會(huì)隨之增大。

全電流的變化能有效地反映出避雷器的內(nèi)部元件接觸不良、嚴(yán)重受潮、閥片嚴(yán)重老化等缺陷，阻性電流值的變化則對(duì)閥片初期老化的反應(yīng)較靈敏。所以在運(yùn)行電壓下通過對(duì)MOA的全電流、阻性電流進(jìn)行測(cè)試然后對(duì)比分析，就可以及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器內(nèi)部存在的缺陷從而對(duì)避雷器的老化程度及受潮程度有一定的判斷。

一般金屬氧化物避雷器的異常變化都可以從避雷器的一些電氣參數(shù)的變化上反映出來，這些電氣參數(shù)主要包括：

①泄漏電流阻性分量在運(yùn)行電壓下的絕對(duì)值增大。

②泄漏電流諧波分量在運(yùn)行電壓下明顯增大。

③泄漏電流的絕對(duì)值在運(yùn)行電壓下增大，但數(shù)據(jù)不是很明顯。可見帶電測(cè)試氧化鋅避雷器全電流的變化可以對(duì)避雷器的運(yùn)行狀況有個(gè)基本的了解，一般情況下帶電測(cè)試包括：

3.1 阻性電流增大但全電流變化不大時(shí)的帶電測(cè)試

當(dāng)阻性電流增大一部分，但全電流基本不變，而且直流試驗(yàn)、絕緣電阻都合格的情況下，表明避雷器閥片可能有一定程度的老化，但仍可暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)可以用紅外線測(cè)溫儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)溫度升高較大，就應(yīng)該立即退出運(yùn)行，然后進(jìn)行其他試驗(yàn)項(xiàng)目的檢查。

例如，對(duì)某廠高壓備用變壓器110kV氧化鋅避雷器進(jìn)行帶電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)B相阻性電流為0.47mA，已超出經(jīng)驗(yàn)值0.25mA，但考慮到全電流0.16mA，其增長并不大，而且直流試驗(yàn)合格，因此建議先投入運(yùn)行，然后在1個(gè)月、3個(gè)月時(shí)分別進(jìn)行帶電測(cè)試，并且在運(yùn)行的過程中加強(qiáng)巡視檢查。

3.2 絕緣電阻下降不多情況下的帶電測(cè)試

如果阻性電流、全電流以及φ值合格，而且直流試驗(yàn)合格，也可以考慮投入運(yùn)行。

例如，對(duì)某廠高壓備用變壓器110kV氧化鋅避雷器進(jìn)行帶電試驗(yàn)，B相絕緣電阻為2200MΩ，稍低于2500MΩ的規(guī)程規(guī)定，但考慮到阻性電流、全電流都在合格范圍內(nèi)，而且已通過直流試驗(yàn)，因此也建議先投入運(yùn)行，然后在1個(gè)月、3個(gè)月時(shí)分別進(jìn)行帶電測(cè)試，并且在運(yùn)行的過程中加強(qiáng)巡視檢查。如果在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)溫度異?；蜃栊噪娏鳌⑷娏髟鲩L過快等現(xiàn)象，則應(yīng)立即停運(yùn)。

4 帶電測(cè)試的干擾及其抑制

4.1 周圍強(qiáng)電場(chǎng)的靜電耦合對(duì)MOA帶電測(cè)試的影響及其補(bǔ)償

一般三相MOA都呈一字排列，中間的B相通過雜散電容對(duì)A、C相泄漏電流產(chǎn)生影響。A相泄漏全電流對(duì)A相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而變小，使A相阻性電流變大。C相泄漏全電流對(duì)C相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而變大，使C相阻性電流變小。中間的B相受到A、C兩個(gè)邊相的電場(chǎng)的影響甚微，因?yàn)锳、C相對(duì)B相的感應(yīng)互相“抵消”，所以測(cè)試結(jié)果基本正確。但A、C相的測(cè)試受到的相間干擾卻不可忽視，這是因?yàn)檠趸\避雷器自身電容量較小，雜散電容影響所產(chǎn)生的偏差不能忽視。因此有人建議對(duì)這一測(cè)試結(jié)果進(jìn)行有效的相間干擾補(bǔ)償。因?yàn)锽相受到的干擾幾乎可以相互抵消，所以補(bǔ)償角度φOB=0。對(duì)A、C相設(shè)置補(bǔ)償角度分別為φOA=(φCA-120°)/2，φOC=-(φCA-120°)/2，然后將該補(bǔ)償角度計(jì)算到電流電壓夾角φ中。其中φCA的測(cè)量方法為：選擇B相參考電壓不改變，首先輸入C相電流，然后輸入A相電流，再將兩個(gè)電流電壓夾角相減便可得到結(jié)果（如果結(jié)果為負(fù)應(yīng)加360°）。

4.2 MOA表面泄漏的影響

在濕度較大、鹽分密度較高的區(qū)域，MOA表面泄漏對(duì)帶電測(cè)試的影響較大，所以最好可以在相對(duì)濕度比較小的情況下進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)也可以利用停電等安全試驗(yàn)允許的機(jī)會(huì)在MOA靠近底座的瓷瓶上加屏蔽，這樣便可以排除表面泄漏的影響。

5.提高帶電測(cè)試精度的新措施

5.1 對(duì)法蘭及引下線進(jìn)行屏蔽

如果屏蔽措施做的好，那么上述的第一個(gè)影響因素就可以得到很好的控制。GIS避雷器的帶電測(cè)試結(jié)果之所以比較穩(wěn)定而且沒有相間差別就是因?yàn)樗慕饘偻鈿ぐl(fā)揮了重要的屏蔽作用。因此在氧化鋅避雷器的制造過程中，在不影響外絕緣的條件下適當(dāng)?shù)脑黾右粋€(gè)結(jié)構(gòu)緊固的法蘭屏蔽層（注意結(jié)構(gòu)一定要緊固，以防在運(yùn)行中放電和振動(dòng)）便可達(dá)到停電測(cè)試時(shí)所采取的屏蔽效果。這樣不僅可以消除周圍強(qiáng)電場(chǎng)的經(jīng)典耦合作用，還可以消除表面污穢和氣候條件的影響，對(duì)帶電測(cè)試和在線監(jiān)測(cè)都是很有益處的。

5.2 增加伏安特性測(cè)試

在氧化鋅避雷器的型式試驗(yàn)中增加伏安特性測(cè)試獲得所用避雷器型號(hào)的伏安特性曲線，然后根據(jù)被測(cè)MOA的伏安特性對(duì)不同運(yùn)行電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值等效直至同一電壓，這樣所得的測(cè)試數(shù)據(jù)的可用性就大大增加了。其中伏安特性的測(cè)試主要包括系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行電壓、額定運(yùn)行電壓和交流參考電壓等重要點(diǎn)下的全電流及阻性電流等。

結(jié)語

氧化鋅避雷器的帶電試驗(yàn)介于停電試驗(yàn)和在線監(jiān)測(cè)之間，同時(shí)兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，因此在保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行中發(fā)揮著不可替代的作用。

[1]賈逸梅，粟福珩.在線監(jiān)測(cè)氧化鋅避雷器泄漏電流方法[J].高壓電技術(shù).

[2]盛亞軍.MOA帶電測(cè)試及其角度矯正[J].浙江電力，2003（1）：33-35.

[3]鄭健，張國慶，田悅新等.氧化鋅避雷器泄漏電流在線監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[J].繼電器，2000,28（9）：1-2.

[4]萬四維.金屬氧化物避雷器缺陷與阻性電流關(guān)系的分析探討[J].電磁避雷器，2007（5）：31-34.