數(shù)字型避雷器帶電測試裝置開發(fā)與應(yīng)用

郝飛進(jìn)

摘要：避雷器是一種在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件，主要用于對(duì)變電站和輸電線路設(shè)備進(jìn)行過電壓保護(hù)。對(duì)避雷器開展的檢修除停電試驗(yàn)外還包含紅外測溫、帶電測試和在線監(jiān)測等方式。其中帶電測試由于其不停電試驗(yàn)的特性，在電力系統(tǒng)內(nèi)部得到廣泛開展，在狀態(tài)檢修策略開展后了解和評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，延長設(shè)備停電試驗(yàn)周期的重要技術(shù)手段和檢修作業(yè)任務(wù)。鑒于此，本文主要分析避雷器帶電測試實(shí)用方法及檢修策略。

關(guān)鍵詞：避雷器;帶電測試;實(shí)用方法

1、避雷器帶電測試原理

1.1、PT二次電壓法

PT二次電壓法是將傳遞到低壓側(cè)的二次信號(hào)作為同步參考，PT二次電壓：用待測MOA同相的PY二次電壓，可以提供最好的精度。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以忽略PT自身的誤差，而且三相電壓具有很好的對(duì)稱性，采用一相PT參考來測量剩余兩相的MOA具有很大可行性;其缺點(diǎn)在于，該方法操作時(shí)，待測避雷器與PT相距較遠(yuǎn)，從而導(dǎo)致較長的試驗(yàn)線造成模擬信號(hào)的衰減，同時(shí)也會(huì)帶來操作上的不變;此外還存在誤碰二次接線導(dǎo)致設(shè)備短接的重大事故隱患。

1.2、感應(yīng)板法

感應(yīng)板放置于MOA底座之上，可與其他高壓導(dǎo)體部分形成兩級(jí)電容，以板間電流作為參考對(duì)MOA總電流分解后，可以求得相應(yīng)的阻性電流分量。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作時(shí)不存在安全隱患，可以采集多點(diǎn)的信號(hào)，例如避雷器某相位置或者其他容性設(shè)備下方等;不足之處在于，該方法對(duì)于放置環(huán)境有較為嚴(yán)苛的要求，參考電流的獲得較為繁瑣，易受主觀因素影響，可靠性較PT法低。

1.3、檢修電源參考電壓法

采用檢修電源參考電壓法對(duì)阻性電流進(jìn)行測量時(shí)，只需對(duì)避雷器計(jì)數(shù)器中經(jīng)過的電流以及檢修電源箱內(nèi)電壓進(jìn)行測試，即可得出阻性電流，而避免了二次參考電壓由于誤接或誤碰帶來的風(fēng)險(xiǎn)。該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于無安全隱患，參考信號(hào)的采集點(diǎn)為固定點(diǎn)，主觀因素影響較小;主要不足之處在于對(duì)于不同位置的信號(hào)采集點(diǎn)，存在信號(hào)傳輸過程中的衰減問題，容易導(dǎo)致實(shí)測誤差，測量精度來看，較PT二次電壓法差。

2、避雷器帶電測試方法

避雷器的基本原理主要是全電流法、諧波電流法、同期整流法、電容電流補(bǔ)償法和基波電流法等。電容電流補(bǔ)償法在當(dāng)前來說是其主流一起設(shè)備所主要應(yīng)用的測試原理。這種測試方法一般是通過金屬氧化物避雷器兩端的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)微分移相，進(jìn)而得到一個(gè)和其總電流之間存在相容性的分量波形一樣的補(bǔ)償信號(hào)。同時(shí)利用可調(diào)增益放大器對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，最終得到其與之容性電流具有一致性的補(bǔ)償電流。通過這種電流來對(duì)避雷器的全電流信號(hào)當(dāng)中的容性分量進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而可以到因阻性泄漏而產(chǎn)生的電流。這種方法的檢測主要涉及到對(duì)避雷器電壓信號(hào)進(jìn)行提取，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，其提取方法主要有四種：首先是二次法。這主要是一種通過PT二次電壓進(jìn)行利用的方法，將其作為參考，之后對(duì)阻性電流進(jìn)行測量，這是當(dāng)前來說具有較高精確度的一種測試方法，這種測試方法需要電力系統(tǒng)對(duì)電壓互感器所傳遞的低側(cè)二次信號(hào)作為參考，通過這種方法的測試，其運(yùn)行過程中的PT二次端子箱連入電壓信號(hào)接入儀器，可以在全電流的基礎(chǔ)上通過對(duì)角度的則算得出阻性電流值。分析其實(shí)用性，其優(yōu)是0.5級(jí)的PT角差為0.33°（20′），通過MOA進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠得出1°～2°的誤差被視為可以接受的誤差，而該儀器將誤差控制在1°之內(nèi)，可以稱得上是十分理想的，所以PT自身的誤差基本上可以忽略不計(jì)。而其也存在不足之處，比如在操作的過程中，被檢測的設(shè)備常常距離可采集二次電壓的PT具有比較遠(yuǎn)的距離，這樣試驗(yàn)線過長就會(huì)導(dǎo)致其采集的模擬型號(hào)對(duì)操作的靈活性和方便性產(chǎn)生影響。

3、引起避雷器帶電測試誤差的原因

引起避雷器帶電測試準(zhǔn)確性的因素有許多，其中主要包括避雷器表面的污穢、濕度和溫度、電磁場干擾等，以下為具體的影響分析：

避雷器表面污穢。由于避雷器通常都是安裝在戶外，周邊環(huán)境很容易對(duì)其造成影響，導(dǎo)致許多污穢累積在避雷器的表面，而避雷器的瓷套很容易受到外界灰塵的影響，這些表面的污穢不僅影響了電阻片柱的電壓分布狀況，導(dǎo)致其內(nèi)部泄露的電流量增加，還會(huì)導(dǎo)致避雷器外部電流顯著地增大，由于避雷器自身的阻性電流相對(duì)較小，導(dǎo)致很小的表面漏電都會(huì)給避雷器的帶電測試結(jié)果造成影響，產(chǎn)生誤差。濕度和溫度的影響。如果避雷器周圍的濕度相對(duì)較大，避雷器瓷套表面的泄露電流將會(huì)增大，尤其是在雨雪天氣，環(huán)境的濕度相對(duì)較大，瓷套表面泄露的電流明顯增大，對(duì)避雷器帶電測試造成影響，產(chǎn)生誤差。由于避雷器的內(nèi)部空間相對(duì)較小，導(dǎo)致其散熱狀況相對(duì)較差，再加上用功損耗會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致避雷器的電阻片的溫度明顯超過環(huán)境的溫度，這些因素都會(huì)導(dǎo)致避雷器內(nèi)部阻性電流增大，由于避雷器電阻片的溫度變化范圍相對(duì)較大，導(dǎo)致阻性電流的變化范圍也相對(duì)較大?？偠灾?，在不同的濕度和溫度條件下，避雷器的阻性電流、泄露電流都會(huì)發(fā)生變化，對(duì)避雷器的帶電測試造成影響，產(chǎn)生誤差。

周圍強(qiáng)電場的靜電耦合。通常狀況下，避雷器周邊眾多的帶電設(shè)備將會(huì)形成復(fù)雜的電場，其影響避雷器帶電測試準(zhǔn)確性的原因主要表現(xiàn)為：A相泄露電流對(duì)A相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而變小，導(dǎo)致A相阻性電流增大，C相泄露全電流對(duì)C相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而增大，導(dǎo)致C相阻性電流降低，B相的泄露全電流和阻性電流受感應(yīng)電壓的影響相對(duì)較小，這是因?yàn)镃相、A相對(duì)B相的感應(yīng)相互抵消。

4、減小避雷器帶電測試誤差的措施

在避雷器的型式實(shí)驗(yàn)中添加伏安特性測試。想要在避雷器的型式試驗(yàn)中增加伏安特性測試，其中應(yīng)該包括交流參考電壓、持續(xù)運(yùn)行電壓以及系統(tǒng)額定運(yùn)行電壓等的阻性電流或者全電流，進(jìn)行避雷器帶電測試的過程中，在不同運(yùn)行電壓下測得的數(shù)據(jù)根據(jù)被測避雷器的伏安特定進(jìn)行插值等效至相同電壓，然后根據(jù)不同型號(hào)的避雷器的伏安特性曲線，這樣得出檢測結(jié)果的可比性將會(huì)明顯提高，實(shí)現(xiàn)減小誤差的目的。

對(duì)電壓進(jìn)行諧波分析，根據(jù)相應(yīng)電壓的諧波進(jìn)行諧波補(bǔ)償。帶電測試的阻性電流諧波中，包含在電壓諧波激勵(lì)作用下產(chǎn)生諧波分量和非線性特性產(chǎn)生的諧波分量，其中非線性特性產(chǎn)生的諧波分量是顯示避雷器老化的重要指標(biāo)，而電壓諧波激勵(lì)作用下產(chǎn)生的諧波分量為干擾因素，應(yīng)該消除，消除的步驟表現(xiàn)為：測試儀器將電壓進(jìn)行傅立葉分解，獲得相應(yīng)的諧波分量，根據(jù)避雷器的頻率相應(yīng)特性進(jìn)行諧波補(bǔ)償，然后得出相應(yīng)的諧波分量和阻性電流，根據(jù)獲得的諧波分量進(jìn)行相應(yīng)的諧波補(bǔ)償。

總之，避雷器是一種在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件，主要用于對(duì)變電站和輸電線路設(shè)備進(jìn)行過電壓保護(hù)。對(duì)避雷器開展的檢修除停電試驗(yàn)外還包含紅外測溫、帶電測試和在線監(jiān)測等方式。其中帶電測試由于其不停電試驗(yàn)的特性，在電力系統(tǒng)內(nèi)部得到廣泛開展，在狀態(tài)檢修策略開展后了解和評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，延長設(shè)備停電試驗(yàn)周期的重要技術(shù)手段和檢修作業(yè)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?陳盛君.750kV氧化鋅避雷器帶電測試研究[D].華北電力大學(xué)，2015.

[2] ?吳思源.避雷器帶電測試實(shí)用方法及檢修策略的研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[3] ?嚴(yán)玉婷，黃煒昭，江健武，鐘建靈，楊益公.避雷器帶電測試的原理及儀器比較和現(xiàn)場事故缺陷分析[J].電瓷避雷器，2011，（02）：57-62.

[4] ?陳忠，郭波，蔡澤祥.提高氧化鋅避雷器現(xiàn)場帶電測試精度的新措施[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，4（01）：95-98.

[5] ?楊殿成.金屬氧化物避雷器帶電測試干擾分析[J].高壓電器，2009，45（05）：130-132.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）