赵中标 陶莉

(宁夏中卫供电公司,宁夏中卫 755000)

避雷器带电测试补偿角及其原因分析

赵中标 陶莉

(宁夏中卫供电公司,宁夏中卫 755000)

通过避雷器泄漏电流测试,分析了避雷器带电测试时由于电场干扰引起角度误差的原因,并提出相关措施。

带电测试 泄漏电流 相间干扰 补偿角

随着我国电力事业的飞速发展,金属氧化物避雷器(MOA)以其优越的非线性伏安特性,得到了广泛地应用,并且已经逐步取代了阀式避雷器。采用无间隙金属氧化物避雷器后,其保护水平不受间隙放电特性的限制,使之仅取决于雷电和操作放电电压时的残压特性,相对提高了输变电设备的绝缘水平,有可能使工程造价降低。金属氧化物避雷器的可靠性直接影响电力系统中其它设备的安全运行,因此MOA的质量及性能是至关重要的。为了提高MOA的安全运行水平,对MOA进行严格、有效地交接试验、预防性试验和在线监测是不可缺少的,判断MOA运行质量状况好坏的一个重要依据就是泄漏电流的大小。

1 存在问题

避雷器带电测试的常用方法有PT二次法、感应法和谐波法。PT二次法的原理是采用电压互感器二次电压作为参考测量阻性电流具有较高精度,因此,现场工作广泛使用PT二次发进行避雷器带电测试工作。班组现有仪器为山东泛华生产的AI-6102氧化锌避雷器泄漏电流分析仪,根据测试角Φ判断避雷器绝缘状况,其判断结果如表1。

在实际测试工作中,经常遇到避雷器C相阻性电流与全电流夹角Φ大于88°,而A相测试角偏小的情况,根据仪器使用说明书,该情况为存在干扰因素,导致Φ过大。遇到这种情况时,常用补偿法处理,补偿法即选择B相参考电压并保持不变,首先输入C相电流,测得ΦB-C,然后输入A 相电流,测得ΦB-A,根据公式求得补偿角Φ0,进行A相测量时在基础值上加上补偿角Φ0,进行C相测量时减去补偿角Φ0。

在绝大数避雷器带电测试工作中,总是出现A、B、C三相测试角依次增大的情况,这种情况是如何造成的？本文主要通过理论分析,解释造成这种情况的主要原因以及补偿角公式的推算方法。

2 原因分析

正常情况下,避雷器绝缘良好,对地不导通,流过避雷器的全电流中,阻性电流占较小成分,主要成分为容性电流。因此,可以通过阻性电流Ir与全电流Ix的夹角Φ判断避雷器的绝缘状况,且Φ值通常介于81°-88°之间,根据理论计算,其值不会超出90°。在实际运行中,由于存在各种干扰因素,使得测试值存在误差,例如,我局所辖变电站中,避雷器通常呈水平“一”字排列,由于电场干扰,A、B、C三相之间相互形成干扰,其示意图1如下图所示。

以C相为例,分析避雷器在运行中Φ值的实际情况。如图1中所示,进行C相避雷器泄漏电流测试时,A、B两相与C相之间形成电容,其电容电流流经测试仪器,导致测试结果存在误差,由于A相与C相距离较远,影响较小,因此我们忽略A相的影响因素,重点分析B相(即相邻相)对C相的影响。作出B相干扰C相时的其向量图,当无干扰因素存在时,C相测试角Φ值为C相泄漏电流中阻性电流分量Irc与全电流Ix夹角,其值:

表1

图1

图2

考虑干扰因素时,由于B相与C相之间存在电容影响,B相电压UB超前C相电压Uc120°,所产生的电容电流Ic(B-C)超前UB120°,该电容电流会产生与C相阻性电流反方向的分量,由于方向相反,使得C相总阻性电流分量减小,用数学公式可以表达如下:

对比公式1、与公式2可以发现,C相阻性电流分量减小,而全电流不变,在测试中,表现为C相阻性电流减小,其测试角Φ增大。同理,对于A相而言,可以得出A相阻性电流变化为:

对于B相而言,由于A、C两相干扰同时存在,且方向相反,大小相等,因此干扰相互抵消,即实际测试中,B相测试值最接近实际值。对A、B、C三相进行综合分析,其结果为A相Φ角角度减小,C相Φ角角度增大,示意图如图2所示。

根据该向量图,由于无干扰时A、C相夹角为120°,当确定干扰情况下A、C两相夹角Φac,可以近似认为A、C两相受干扰程度相同,需补偿角度也相等,因此确定补偿角Φ0公式为:

3 结语

本文通过理论,分析了避雷器带电测试时三相测试角依次增大的情况,并分析了补偿角公式的推算方法,由公式2可以看出,带电测试时,影响因素较多,如温度、湿度、系统电压波动以及避雷器自身表面脏污等,均会导致测试结果出现异常。避雷器带电测试工作中,测试结果易受各种因素影响,导致测试结果出现异常,存在造成误判的可能,因此,带电测试应作为一种有效的辅助监测手段,对于避雷器的绝缘状况判断,应以停电时的例行试验为准。