金属氧化物避雷器带电测试方法浅析

2013-08-16付东丰

山东工业技术 2013年11期

付东丰

（国网资阳供电公司，四川资阳641300）

0 前言

避雷器是一种过电压保护装置，是电力系统安全运行的重要保障，而金属氧化物避雷器由于其优良的非线性和大通流容量等优点，在电网中广泛应用。由于氧化锌避雷器阀片长期受工频电压的影响，会发生受潮、老化等，阻性电流在一定程度上可以反映氧化锌避雷器的运行状态，因此需要定期对其泄漏电流等参数进行测试，以保证其正常状态运行。国网公司的十八项反措也明确提出每年雷雨季节前后要对避雷器进行带电检测泄漏电流试验，足以说明其测试的重要性。

1 测试原理

运行中的氧化锌避雷器在交流电压的作用下，流经的泄漏电流有两种：阻性电流和容性电流。其中阻性电流只占很小的一部分。但当避雷器出现老化、受潮、绝缘下降以及表面污秽等情况时，容性电流变化不大，阻性电流会大大增加。所以带电测试主要是检测泄漏电流及其阻性分量。

其原理图如图1 所示：

图1 氧化锌避雷器等效图

总的泄漏电流为I，容性电流Ic,阻性电流Ir，其：

当避雷器受潮后，电阻R 将变小，而电压U 将不会改变，相应的阻性电流Ir 要变大。因此可以根据阻性电流的变化来说明避雷器是否受潮。在测试中最主要数据就是总泄漏电流和阻性电流，或者是总泄漏电流和φ 角。

2 测试方法

2.1 不带PT 测试三只避雷器

此种方法是基于基波法原理测试的，比较适用于无法获取电压互感器二次电压信号或某些特殊情况，只能测出总泄漏电流。阻性电流和φ 角都是未知的，无法直接检测的量。根据总的泄漏电流利用快速傅立叶变换分析谐波而得出阻性分量，此种方法准确性较低，对于避雷器初期劣化不是很敏感，但操作上方便，也较安全，也比较省时。

2.2 带B 相PT 定量补偿测三只避雷器

此种方法是采用B 相PT 作为参考电压信号，取三相的计数器的泄漏电流，由于取B 相电压，所以B 相避雷器可以直接得出测试结果，A、C 相角度要在仪器内进行加或减120°得出结果。但在现场测量时，对于一字排列的避雷器，中间B 相会通过杂散电容对A、C 相泄漏电流产生影响，如图2 所示，影响大小取决于电压等级以及B 相距A、C 相的距离，B 相由于会同时受到A、C 相的干扰，基本上干扰会抵消。一般A 相φ 减小2°到5°左右，阻性电流增大；C 相φ 增大2°到5°左右，阻性电流减小甚至为负；B 相基本不变。测试结果因为干扰而不准确，因此在测量时就会出现抗干扰和不抗干扰的选择。抗干扰就是在测试过程中对A、C 两相进行补偿，如测量A 相时增加2°到5°的补偿干扰角，测量B 相时不补偿，测量C 相时增加负2°到5°的补偿干扰角，都是定量补偿，数据并不准确，存在过补偿或欠补偿现象。而在80°到90°之间每变化1°，COS 值变化都至少在10%以上，所以测量时会有较大误差。安全性上比方法1 要差些，省时上也不如方法1。

图2 中间相对边相干扰

2.3 带B 相PT 去干扰测三只避雷器

此种方法类似于方法2，接线时无论测试哪一项都要把B 相的电流线接上，电压信号线可以接B 相。补偿角处理方式上与2 不同，此方法的处理方式是基于三相电流相位互差120°的原理，通过与B 相的相位角来对A、C 相的相位角进行强制补偿。例如测A 相避雷器，首先测量B 相实测电流和A 相电压的相位角α，再测出A 相电压和A 相实测电流的相位角β，干扰角等于120°－（α＋β）。对于三相电流电压相位差不一致的避雷器来说此种方法也带有很大误差。对出现劣化的避雷器可能会出现误判。

图3 带B 相PT 定量补偿测三只避雷器

2.4 带母线PT 测三只避雷器

此种方式基本上都是测试母线PT 避雷器的，不过线路避雷器也可以用此方式，由于母线电压与线路电压同大小同方向，所以可以利用母线PT 来代替线路PT，测试A 相避雷器时用A 相母线PT，测试B相避雷器时用B 相母线PT，测试C 相时用C 相母线PT，但测试时B相对A、C 相的干扰依然存在，测试结果与方法2 相差无几。但操作上要比方法2 存在更大的风险，如“三误”操作、损坏PT 保险等，且更加耗时。

3 方式选取

针对上面4 种方法，我们采用了第2 种方法，但不进行干扰角补偿，因为电压等级和距离确定以后，中间相对边相的干扰已经基本确定，不会发生改变，每次测量时对其进行纵向分析，这样分析时干扰量基本被清除，分析判断相对准确，重复性较好，相对几种方法既省时，也较安全方便。对于每年进行大量避雷器的测试来说，此种方法是比较好的选择。