110KV氧化锌避雷器带电试验及其精度研究

2012-12-28柳霞

中国新技术新产品 2012年15期

柳霞

（金华电业局修试工区，浙江金华 321000）

1 概述

氧化锌避雷器MOA在保护电力系统安全运行方面发挥着不可替代的作用。对MOA性能的判断仅仅通过停电试验是不够的，在线路停电困难时，通过带电测量试验，在运行中就可以及时发现缺陷，而且带电测量可以减少设备的停电次数，从而保证电气设备运行的经济性及连续性。

2 MOA的带电测试原理及方法

氧化锌避雷器的测量试验主要有绝缘电阻、直流1mA下电压以及75%该电压下泄漏电流的测量、运行电压下交流泄漏电流和阻性分量的测量（无功分量和有功分量）这3项，其中前2项测量是必须在停电的情况下进行的，而第3项则是带电测量。

目前MOA带电测试方法主要有3种

2.1 二次法。

这是目前精确度最高的测试方法，其方法是利用PT二次电压做为参考对阻性电流进行测量。把试验设备的电流回路并联于MOA计数器的两端，就可以得到MOA的泄漏电流。再把试验设备的电压回路并接于母线PT二次电压端子，能得到母线电压相位。最后再经过傅里叶变换，便可获得基波以及各种谐波的阻性电流值、总泄漏电流值、总阻性电流值等各种数据。

2.2 感应板法。

其测量精度稍低于二次法，但操作较为安全、方便、快速。其方法是以电场强度做参考，在B相MOA底座安装一个感应板来提供母线电压的相位信息，从而分解阻性电流。

2.3 谐波分析法。

这种方法主要是对氧化锌避雷器的电流信号进行谐波分析，从而对MOA的性能判断提供依据。

3 氧化锌避雷器的现场带电测试

可以用一个可变电阻和一个不变电容的并联电路来代表氧化锌避雷器的运行参数简化模型，MOA在运行电压作用下，其氧化锌电阻片会逐渐老化或者由于密封失效受潮，阻性电流就会随之增大。

全电流的变化能有效地反映出避雷器的内部元件接触不良、严重受潮、阀片严重老化等缺陷，阻性电流值的变化则对阀片初期老化的反应较灵敏。所以在运行电压下通过对MOA的全电流、阻性电流进行测试然后对比分析，就可以及时有效地发现氧化锌避雷器内部存在的缺陷从而对避雷器的老化程度及受潮程度有一定的判断。

一般金属氧化物避雷器的异常变化都可以从避雷器的一些电气参数的变化上反映出来，这些电气参数主要包括：

①泄漏电流阻性分量在运行电压下的绝对值增大。

②泄漏电流谐波分量在运行电压下明显增大。

③泄漏电流的绝对值在运行电压下增大，但数据不是很明显。可见带电测试氧化锌避雷器全电流的变化可以对避雷器的运行状况有个基本的了解，一般情况下带电测试包括：

3.1 阻性电流增大但全电流变化不大时的带电测试

当阻性电流增大一部分，但全电流基本不变，而且直流试验、绝缘电阻都合格的情况下，表明避雷器阀片可能有一定程度的老化，但仍可暂时继续运行，此时可以用红外线测温仪对其进行测量，如果发现温度升高较大，就应该立即退出运行，然后进行其他试验项目的检查。

例如，对某厂高压备用变压器110kV氧化锌避雷器进行带电测试，发现B相阻性电流为0.47mA，已超出经验值0.25mA，但考虑到全电流0.16mA，其增长并不大，而且直流试验合格，因此建议先投入运行，然后在1个月、3个月时分别进行带电测试，并且在运行的过程中加强巡视检查。

3.2 绝缘电阻下降不多情况下的带电测试

如果阻性电流、全电流以及φ值合格，而且直流试验合格，也可以考虑投入运行。

例如，对某厂高压备用变压器110kV氧化锌避雷器进行带电试验，B相绝缘电阻为2200MΩ，稍低于2500MΩ的规程规定，但考虑到阻性电流、全电流都在合格范围内，而且已通过直流试验，因此也建议先投入运行，然后在1个月、3个月时分别进行带电测试，并且在运行的过程中加强巡视检查。如果在运行的过程中出现温度异常或阻性电流、全电流增长过快等现象，则应立即停运。

4 带电测试的干扰及其抑制

4.1 周围强电场的静电耦合对MOA带电测试的影响及其补偿

一般三相MOA都呈一字排列，中间的B相通过杂散电容对A、C相泄漏电流产生影响。A相泄漏全电流对A相电压的相位角受B相电压感应而变小，使A相阻性电流变大。C相泄漏全电流对C相电压的相位角受B相电压感应而变大，使C相阻性电流变小。中间的B相受到A、C两个边相的电场的影响甚微，因为A、C相对B相的感应互相“抵消”，所以测试结果基本正确。但A、C相的测试受到的相间干扰却不可忽视，这是因为氧化锌避雷器自身电容量较小，杂散电容影响所产生的偏差不能忽视。因此有人建议对这一测试结果进行有效的相间干扰补偿。因为B相受到的干扰几乎可以相互抵消，所以补偿角度φOB=0。对A、C相设置补偿角度分别为φOA=(φCA-120°)/2，φOC=-(φCA-120°)/2，然后将该补偿角度计算到电流电压夹角φ中。其中φCA的测量方法为：选择B相参考电压不改变，首先输入C相电流，然后输入A相电流，再将两个电流电压夹角相减便可得到结果（如果结果为负应加360°）。

4.2 MOA表面泄漏的影响

在湿度较大、盐分密度较高的区域，MOA表面泄漏对带电测试的影响较大，所以最好可以在相对湿度比较小的情况下进行测量，同时也可以利用停电等安全试验允许的机会在MOA靠近底座的瓷瓶上加屏蔽，这样便可以排除表面泄漏的影响。

5.提高带电测试精度的新措施

5.1 对法兰及引下线进行屏蔽

如果屏蔽措施做的好，那么上述的第一个影响因素就可以得到很好的控制。GIS避雷器的带电测试结果之所以比较稳定而且没有相间差别就是因为它的金属外壳发挥了重要的屏蔽作用。因此在氧化锌避雷器的制造过程中，在不影响外绝缘的条件下适当的增加一个结构紧固的法兰屏蔽层（注意结构一定要紧固，以防在运行中放电和振动）便可达到停电测试时所采取的屏蔽效果。这样不仅可以消除周围强电场的经典耦合作用，还可以消除表面污秽和气候条件的影响，对带电测试和在线监测都是很有益处的。

5.2 增加伏安特性测试

在氧化锌避雷器的型式试验中增加伏安特性测试获得所用避雷器型号的伏安特性曲线，然后根据被测MOA的伏安特性对不同运行电压下测得的数据进行插值等效直至同一电压，这样所得的测试数据的可用性就大大增加了。其中伏安特性的测试主要包括系统持续运行电压、额定运行电压和交流参考电压等重要点下的全电流及阻性电流等。