對氧化鋅避雷器帶電測量數據的分析與修正

李國正， 葉 輝， 劉祖高

(二灘水力發電廠，四川攀枝花 617000)

對氧化鋅避雷器帶電測量數據的分析與修正

李國正， 葉 輝， 劉祖高

(二灘水力發電廠，四川攀枝花 617000)

通過對氧化鋅避雷器帶電測量的試驗數據進行分析，發現數據之間存在某些趨勢，指出了相間干擾會導致阻性電流產生誤差，提出了一種修正的方法，并以實際算例證明了該方法的正確性。

氧化鋅避雷器；帶電測量；阻性電流；相間干擾；修正

1 概述

由于氧化鋅避雷器(MOA)內部沒有串聯間隙，氧化鋅電阻片不僅要受到瞬時性雷擊和操作過電壓的沖擊，還要長期承受運行電壓，使得其閥片長期有小電流，并由此引起老化、熱穩定等問題。因此，一定電壓下阻性泄漏電流Ir的大小可以作為MOA性能狀態的特征量，反映其功率損耗的大小以及熱老化程度。

但在某些實際情況下，需要在帶電的情況下對MOA進行檢測。“一”字型排列的MOA在進行帶電檢測時，由于鄰線電壓較高，相間雜散電容對測試數據產生干擾，使之與實際運行情況產生偏差，難以真實地反映MOA的真實運行狀況。有資料顯示，電壓等級越高，MOA帶電測量的數據準確率越低。

2 試驗接線、原理和數據分析

出線場500 kV MOA進行帶電測試采用的儀器均為HD－Z10A氧化鋅避雷器泄漏電流測試儀，其可以準確測量運行狀態下各相MOA的全電流Ix、容性電流Ic、阻性電流Ir、基波阻性電流Ir1、功率角φ和功率損耗P。試驗接線:單相電壓信號通過CVT的二次端子取得，泄漏電流信號通過在避雷器底部串入測試儀采集。試驗原理:帶電狀態下測得MOA全電流與該相電壓的值以及功率角φ，將全電流 I·x投影到電壓U·向量軸上，對所測得的阻性電流Ir根據FFT級數原理對Ir進行分析，得到基波電流值Ir1。試驗測得的數據結果見表1。

表1 500 kV線路避雷器帶電測量數據表

分析表1及圖1，在五組同間隔的三相MOA中均存在下列現象:

(1)電壓值有一定差別，最大相間電壓偏差為4．3%，這是由于線路負荷不同造成的。(2)Ic占Ix中的比重較大，Ir所占比重較小。(3)Ix與Ic趨勢相同且均為B相最小；Ir與Ir1趨勢相同，且A＞B＞C。

圖1 500 kV線路避雷器帶電測量各電流趨勢圖

(4)功率角φ:A＜B＜C；而功率損耗:A＞B＞C。

Ⅴ組與Ⅰ～Ⅳ組在各項數據上量值差別較大，這是由于Ⅴ線路開始時為備用出線，晚9 a時間投入使用。之所以會在五組測量數據中普遍存在上述現象，筆者試圖從同間隔鄰相間的電磁干擾予以解釋說明。

3 理論論證

3．1 無相間電磁干擾

由于同間隔的MOA均屬同一批次，且其工作的大環境相同。我們假設每條線路三相的負荷性質及大小相近，在無相間電磁干擾時，我們可以認為各相MOA帶電測量各數據是相近的，平衡度應較高，不應出現上述趨勢性現象，如圖2所示。

圖2 無電磁干擾時MOA各相電流關系向量圖

3．2 存在鄰相電磁干擾

此種情況下，由于鄰相MOA間隔不夠大，電壓、電流值較大，受電磁干擾的影響會通過相間雜散電容在鄰相間產生一定的容性電流，此電流超前線電壓90°。通過雜散電容產生的容性電流會使MOA各電流關系發生一定的偏差。

圖3 存在鄰相電磁干擾時MOA各相電流關系向量圖

遂對A相進行分析，此時只考慮同間隔鄰相的影響，對B、C相同理進行分析。由于電磁干擾，A、B相之間的雜散電容有電流流過超前電壓通過矢量合成，，由此使得A相測試數據IAx矢量方向改變，減小增大，功率角減小ΔφA。分析B相:由于A、C兩相對B相都有雜散電容的影響，即同時存在CAB、CCB，但兩者在Br方向上的分量相互抵消，在BC方向上的分量與BC相反。因此IBC、IBr減小，無變化，ΔφB≈0°。分析C相:受電磁干擾，B、C相間的雜散電容有電流此電流超前電壓根據矢量合成可得由此使得C相測試數據ICx矢量方向改變，ICc減小，ICr減小，功率角ΔφC增大。

上述分析結果與實際測試中出現的趨勢性現象相吻合，在矢量圖上表示為圖3。

3．3 采用修正角對其進行修正

若要掌握MOA的真實狀態，需要對帶電測得的A、C相數據進行分析，消除鄰相電磁干擾造成的誤差。修正角補償法是經常采用的方法。由于鄰相間的相互作用在量值上近似，由此可以認為ΔφA、ΔφC的絕對值是相同的，而由于A、C兩相的作用相互抵消，這里認為ΔφB≈0°。MOA帶電測試的修正角Δφ范圍為2°～4°，筆者認為可根據測量數據中的分布情況統一選取。

Δφ的具體值可以通過試驗測得:停電情況下測得φ，盡快在運行狀態下測得φ’，其差值作為Δφ。

4 算例分析

筆者以試驗數據為例，統一選取ΔφA=2．5°，ΔφC=－2．5°作為修正角，論述了上述方法的可行性。修正前后數據對比情況見表2。

表2 500 kV MOA帶電測量數據修正前后對比情況表

由表2可以看出，修正前Ir1/Ix分布明顯不平衡，A相是C相的2～2．5倍，不符合實際情況，且多個數據不符合氧化鋅避雷器持續運行時阻性分量約占全電流的10%～20%的標準。修正后，同間隔各相I'r1/Ix的數據較為均勻平衡，且在10%～20%的范圍內，從而證明了3．3所述方法的正確性。

5 結語

對MOA帶電測試數據進行補償角修正之后，可以更為直觀、本質地判斷每個避雷器的帶電工作狀態和性能狀況，有利于及早發現存在的故障隱患，保障正常發電和電網安全。

同時，要將MOA帶電檢測和避雷器常規試驗、紅外測溫、定期巡檢等方法結合起來，將試驗數據與歷史數據相比較，對有較大變化的數據進行重點關注。

(責任編輯:李燕輝)

安谷水電站全面建成投產

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TV7;TV737;TV735;TM93

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1001-2184(2015)05-0118-03

李國正(1988-)，男，河南鄲城人，助理工程師，學士，從事水電廠電氣一次設備檢修維護工作；

葉 輝(1976-)，男，四川攀枝花人，工程師，從事水電廠電氣一次設備檢修維護工作；

劉祖高(1975-)，男，四川鹽邊人，工程師，從事水電廠電氣一次設備檢修維護工作．

2015-05-08