110KV氧化鋅避雷器帶電試驗及其精度研究

柳霞

（金華電業局修試工區，浙江 金華 321000）

1 概述

氧化鋅避雷器MOA在保護電力系統安全運行方面發揮著不可替代的作用。對MOA性能的判斷僅僅通過停電試驗是不夠的，在線路停電困難時，通過帶電測量試驗，在運行中就可以及時發現缺陷，而且帶電測量可以減少設備的停電次數，從而保證電氣設備運行的經濟性及連續性。

2 MOA的帶電測試原理及方法

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

目前MOA帶電測試方法主要有3種

2.1 二次法。

這是目前精確度最高的測試方法，其方法是利用PT二次電壓做為參考對阻性電流進行測量。把試驗設備的電流回路并聯于MOA計數器的兩端，就可以得到MOA的泄漏電流。再把試驗設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據。

2.2 感應板法。

其測量精度稍低于二次法，但操作較為安全、方便、快速。其方法是以電場強度做參考，在B相MOA底座安裝一個感應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。

這種方法主要是對氧化鋅避雷器的電流信號進行諧波分析，從而對MOA的性能判斷提供依據。

3 氧化鋅避雷器的現場帶電測試

可以用一個可變電阻和一個不變電容的并聯電路來代表氧化鋅避雷器的運行參數簡化模型，MOA在運行電壓作用下，其氧化鋅電阻片會逐漸老化或者由于密封失效受潮，阻性電流就會隨之增大。

全電流的變化能有效地反映出避雷器的內部元件接觸不良、嚴重受潮、閥片嚴重老化等缺陷，阻性電流值的變化則對閥片初期老化的反應較靈敏。所以在運行電壓下通過對MOA的全電流、阻性電流進行測試然后對比分析，就可以及時有效地發現氧化鋅避雷器內部存在的缺陷從而對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的變化上反映出來，這些電氣參數主要包括：

①泄漏電流阻性分量在運行電壓下的絕對值增大。

②泄漏電流諧波分量在運行電壓下明顯增大。

③泄漏電流的絕對值在運行電壓下增大，但數據不是很明顯。可見帶電測試氧化鋅避雷器全電流的變化可以對避雷器的運行狀況有個基本的了解，一般情況下帶電測試包括：

3.1 阻性電流增大但全電流變化不大時的帶電測試

當阻性電流增大一部分，但全電流基本不變，而且直流試驗、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，但仍可暫時繼續運行，此時可以用紅外線測溫儀對其進行測量，如果發現溫度升高較大，就應該立即退出運行，然后進行其他試驗項目的檢查。

例如，對某廠高壓備用變壓器110kV氧化鋅避雷器進行帶電測試，發現B相阻性電流為0.47mA，已超出經驗值0.25mA，但考慮到全電流0.16mA，其增長并不大，而且直流試驗合格，因此建議先投入運行，然后在1個月、3個月時分別進行帶電測試，并且在運行的過程中加強巡視檢查。

3.2 絕緣電阻下降不多情況下的帶電測試

如果阻性電流、全電流以及φ值合格，而且直流試驗合格，也可以考慮投入運行。

例如，對某廠高壓備用變壓器110kV氧化鋅避雷器進行帶電試驗，B相絕緣電阻為2200MΩ，稍低于2500MΩ的規程規定，但考慮到阻性電流、全電流都在合格范圍內，而且已通過直流試驗，因此也建議先投入運行，然后在1個月、3個月時分別進行帶電測試，并且在運行的過程中加強巡視檢查。如果在運行的過程中出現溫度異常或阻性電流、全電流增長過快等現象，則應立即停運。

4 帶電測試的干擾及其抑制

4.1 周圍強電場的靜電耦合對MOA帶電測試的影響及其補償

一般三相MOA都呈一字排列，中間的B相通過雜散電容對A、C相泄漏電流產生影響。A相泄漏全電流對A相電壓的相位角受B相電壓感應而變小，使A相阻性電流變大。C相泄漏全電流對C相電壓的相位角受B相電壓感應而變大，使C相阻性電流變小。中間的B相受到A、C兩個邊相的電場的影響甚微，因為A、C相對B相的感應互相“抵消”，所以測試結果基本正確。但A、C相的測試受到的相間干擾卻不可忽視，這是因為氧化鋅避雷器自身電容量較小，雜散電容影響所產生的偏差不能忽視。因此有人建議對這一測試結果進行有效的相間干擾補償。因為B相受到的干擾幾乎可以相互抵消，所以補償角度φOB=0。對A、C相設置補償角度分別為φOA=(φCA-120°)/2，φOC=-(φCA-120°)/2，然后將該補償角度計算到電流電壓夾角φ中。其中φCA的測量方法為：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，再將兩個電流電壓夾角相減便可得到結果（如果結果為負應加360°）。

4.2 MOA表面泄漏的影響

在濕度較大、鹽分密度較高的區域，MOA表面泄漏對帶電測試的影響較大，所以最好可以在相對濕度比較小的情況下進行測量，同時也可以利用停電等安全試驗允許的機會在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.提高帶電測試精度的新措施

5.1 對法蘭及引下線進行屏蔽

如果屏蔽措施做的好，那么上述的第一個影響因素就可以得到很好的控制。GIS避雷器的帶電測試結果之所以比較穩定而且沒有相間差別就是因為它的金屬外殼發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的增加一個結構緊固的法蘭屏蔽層（注意結構一定要緊固，以防在運行中放電和振動）便可達到停電測試時所采取的屏蔽效果。這樣不僅可以消除周圍強電場的經典耦合作用，還可以消除表面污穢和氣候條件的影響，對帶電測試和在線監測都是很有益處的。

5.2 增加伏安特性測試

在氧化鋅避雷器的型式試驗中增加伏安特性測試獲得所用避雷器型號的伏安特性曲線，然后根據被測MOA的伏安特性對不同運行電壓下測得的數據進行插值等效直至同一電壓，這樣所得的測試數據的可用性就大大增加了。其中伏安特性的測試主要包括系統持續運行電壓、額定運行電壓和交流參考電壓等重要點下的全電流及阻性電流等。

結語

氧化鋅避雷器的帶電試驗介于停電試驗和在線監測之間，同時兼具兩者優點，因此在保障電網系統的安全運行中發揮著不可替代的作用。

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