關于避雷器帶電測試技術探討

黃 澤

（廣東電網責任有限公司湛江供電局，廣東 湛江 524000）

關于避雷器帶電測試技術探討

黃 澤

（廣東電網責任有限公司湛江供電局，廣東 湛江 524000）

避雷器是一種能釋放雷電兼能釋放電力系統操作過電壓能量，保護電工設備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續流，不致引起系統接地短路的電器裝置。本文詳細闡述了避雷器帶電測試方法，并對其現場測試數據進行了簡要說明分析。

避雷器；帶電測試；測試技術

1 現狀分析

當前，對避雷器的狀態監測的有效手段之一是在線檢測，在線檢測目前普遍采用的方法是測量避雷器的全電流，具體是在110kV等級及以上的避雷器的下端接地回路上安裝泄漏電流監視儀，通過定時人工巡視來監視泄漏電流的大小與變化趨勢或將數據遠傳到檢測中心進行統一分析，通過記錄全電流讀數來判斷避雷器的老化和絕緣損壞程度。然而這些測量方法所得到的全電流中包含了避雷器表面的泄漏電流、內部的泄漏電流以及本體電容電流等的總和，它不能有效反映避雷器內部絕緣的真實運行情況，目前在線監測獲取數據的片面性以及較高的購置、安裝和維護成本，決定了它無法全面透徹的反應避雷器的運行狀況。在這種情況下，進行避雷器帶電測試工作就顯得十分必要，通過測量避雷器的全電流中阻性電流和邊相的阻性電流，可以清晰準確的分析出避雷器的運行狀況，為狀態檢修工作提供最直觀的數據以供判斷。

目前我轄區共有20多所變電站，每年在雷雨來臨之前，應將110kV、35kV及10kV避雷器全部進行測試，以前對避雷器傳統的檢修方式為停電檢修，工作量大，停電面積大，有的設備無法停電就造成了避雷器漏試，有相當一部分的避雷器仍是性能良好的，一拆一裝，增加了作業人員的工作量，同時造成了人力及物力不必要的浪費。

2 避雷器帶電測方法

近年來，公司就開展狀態檢修測試工作，先后引進多臺帶電測試設備，其中就有一臺避雷器帶電測試儀，可以對避雷器進行帶電測試，在一定程度上取得了比較良好的效果，并且有效地提高了工作效率，但在對測試人員安全上提出一定的問題，根據幾年的測試工作，對氧化鋅避雷器的測試方法進行如下探討。

2.1 帶電測試全電流

全電流測試方法是（圖1所示）：將毫安表并聯在放電計數器（JS）上即可進行測量，因為JS內的閥片電阻約為1～2kΩ，毫安表的內阻僅為十幾歐姆，所以流過毫安表的電流基本上為流過避雷器的全電流。從原理上講，放電計數器分流造成的誤差不大于3％。測量時，也可用經橋式整流器連接的直流毫安表。當相同電壓等級和規格的避雷器相互對比，電流增大到2～3倍時，往往認為已達到危險界限。現場測量表明，這一標準可以有效地檢測氧化鋅避雷器在運行中的劣化。MOA早期老化。通常，可采用MOA帶電測試儀測量阻性電流。我國第一代MOA帶電測試阻性電流引進日本技術，電流信號I通過TA（電流互感器）在避雷器的接地端取得，電壓信號U通過TV（電壓互感器）在二次側取得，如圖3所示。

圖3 采用第一代MOA帶電測試儀測量阻性電流

電壓信號U經過移相器產生U0與電流信號I中的容性電流同相，再經過放大器產生G（U0），與電流信號I一起放入差分放大器。在差分放大器中，容性電流與G（U0）相減；再由乘法器等反饋跟蹤，計算可控增益放大器的增益大小G，直至電流信號中的容性電流抵消掉，剩下的便僅有阻性電流IR，再根據U及IR，即可獲得MOA的功率損耗P了。

現場測試研究表明，當三個同類MOA組成三相而呈一字形排列時，該方法讀出的三相各自的IR及P往往相差很大，通常邊相數據不準，兩邊相中一相較真實值偏大，另一相較真實值偏小。歸咎原因是由于三相相間耦合電容造成的。受此影響，使得邊相MOA上沿高度方向各處的電位已不同相，即并不都與外施電壓的相位保持相同，給正確測量帶來嚴重誤差。

鑒于上述MOA帶電測試儀在阻性電流測量中存在的邊相數據不準的現象，經過反復研究，形成現在應用比較廣泛的避雷器帶電測試儀器。該儀器所需電流信號通過TA（電流互感器）從氧化鋅避雷器的接地端取得，電壓信號經電壓隔離器通過TV（電壓互感器）二次側取得。電流、電壓信號經放大單元，完全數字化后進行數字計算，得出被測MOA 的全電流、阻性電流。由于該儀器具有校正功能，能正確測出運行中的中間相、邊相MOA的阻性電流基波值。圖4、圖5分別為使用該儀器測量一字性排列的MOA中相及一個邊相的阻性電流的接線圖。

圖1 全電流測試一

圖2 全電流測試二

圖4 測量中相阻性電流

圖5 測量邊相阻性電流

鑒于這種實際用途，目前制造廠家采用圖2所示的原理接線，即在計數器前邊串一只全電流毫安表，在運行電壓下測量全電流值，根據此電流值大小，判斷MOA的運行狀態，實現了避雷器全電流實時監測。巡視人員通過全電流指示大小和三相對比，可以很方便判斷設備是否有缺陷。

2.2 帶電測試阻性電流

檢測流經氧化鋅避雷器的阻性電流分量或由此產生的功耗能發現

在圖4中，主TA接于B相氧化鋅避雷器的接地引下線中，取得全電流信號IX，電壓信號UX取自B相TV二次側，經電壓隔離器連至主機。在主機內，信號經過放大轉換成數字化，傅氏變換將全電流IX和電壓UX分解成基波和3、5、7次諧波，全電流基波在電壓基波上的投影即為阻性電流基波IR1。裝置還將全電流減去容性電流基波所得的差值作為阻性電流IR輸出。當氧化鋅避雷器兩端的電壓是正弦波時，IR是阻性電流的真實值。

在圖5中，當測量A相時，主TA、副TA分別取被測相A相和輔助相C相氧化鋅避雷器的全電流，電壓信號取自被測相A相TV二次側。由于B相氧化鋅避雷器對邊相（A和C相）的作用，A相氧化鋅避雷器全電流基波在A相電壓基波的投影，不是A相氧化鋅避雷器阻性電流基波的真實值，應加以校正。

校正方法如下：為了便于分析，設A、C相的交流小電流特性接近，若B相氧化鋅避雷器對A、C相氧化鋅避雷器沒有作用，則A、C相全電流基波I′C與I′A的夾角為120°。由于B相對A、C相氧化鋅避雷器的作用是對稱的（取校正角為a），主TA取得IA，副TA取得IC，則可算出A、C兩相電流的相位差a IC-IA＝2a+120°，校正角a=（a IC-IA-120°）/2，把校正角a輸入主機，IA的基波在被校正的A相電壓基波上的投影，即為A相氧化鋅避雷器的阻電流基波。

測量C相氧化鋅避雷器時，主TA取C相氧化鋅避雷器的總電流信號，電壓隔離取C相TV電壓，校正角輸入負a。

3 測試數據分析

在現場進行避雷器帶電測試，由于受到各種干擾的影響，測得的數據不是都很理想。這就對我們進行數據分析提出一些要求，以便在分析中得出正確的判斷。因為避雷器的缺陷，全電流的增長變化不是很明顯，阻性電流測試便成為很重要的檢測手段。

而影響阻性泄露電流增大的原因主要包括：瓷套內外表面的沿面泄漏、閥片沿面泄漏及閥片非線性阻性分量、絕緣支撐件的泄漏等，它受運行電壓大小、天氣、濕度等影響，因此，現場測試時，單純考慮全電流和阻性電流數值的大小，不與往年數據進行比較，會影響判斷的準確性。

因此，帶電測量運行電壓下的泄露電流及其阻性分量是判斷避雷器運行狀態好壞的重要手段。