氧化鋅避雷器帶電測(cè)試方法改進(jìn)

鄒文++吳麗紅++邢鴻揚(yáng)

摘 要：該文對(duì)氧化鋅避雷器帶電測(cè)試的原理和測(cè)試方法進(jìn)行了闡述，針對(duì)轄區(qū)內(nèi)避雷器多、測(cè)試方法不安全的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，大大提高了測(cè)試效率，解決了普通測(cè)試與帶電體距離近的缺陷，有效保證了安全距離，避免了測(cè)試中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，提出了一種便攜式避雷器帶電測(cè)試接線鉗的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：氧化鋅避雷器 帶電測(cè)試 改進(jìn)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（b）-0100-02

由于金屬氧化鋅避雷器（簡(jiǎn)稱MOA）沒(méi)有放電間隙，氧化鋅電阻片要長(zhǎng)期承受運(yùn)行電壓的作用，且各串聯(lián)電阻片中不斷有泄漏電流流過(guò)。如果MOA在運(yùn)行中發(fā)生劣化，泄漏電流就會(huì)增大，最終導(dǎo)致MOA熱崩潰而發(fā)生設(shè)備爆炸事故。所以監(jiān)測(cè)運(yùn)行中MOA的泄漏電流情況，對(duì)判斷其運(yùn)行狀況是非常必要的。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司頒布的《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程實(shí)施細(xì)則》對(duì)運(yùn)行中的MOA定期試驗(yàn)做出了規(guī)定，通過(guò)定期檢測(cè)MOA的全電流和阻性電流，可對(duì)MOA的運(yùn)行狀況做出有效的分析判斷。

1 MOA基本模型

MOA的結(jié)構(gòu)主要由瓷套、電阻片和絕緣構(gòu)架等部分組成，其中重要基本結(jié)構(gòu)就是電阻片。電阻片以氧化鋅為主要成分，添加少量的金屬氧化物，充分混合后經(jīng)過(guò)特定工藝過(guò)程而制成。MOA電阻片的電氣特性可用圖1等值電路表示。

CO為氧化鋅電阻片固有電容；RP、CP為氧化鋅電阻片極化過(guò)程電阻、電容；Rv為氧化鋅電阻片非線性電阻；Lv為氧化鋅電阻片殘壓和電流波前陡度關(guān)系的電感；Rg為氧化鋅電阻片晶粒電阻，在沖擊大電流下發(fā)揮作用。

非線形電阻Rv隨電阻片外施電壓U的變化而變化，當(dāng)U小于某一電壓值（稱為電阻片的拐點(diǎn)電壓）時(shí)，電阻片呈現(xiàn)很大的電阻，阻值變化很小；而當(dāng)U超過(guò)拐點(diǎn)電壓時(shí)，非線形電阻R阻值減小很快，阻性電流值迅速增加。MOA晶界層的相對(duì)介電常數(shù)可達(dá)500～2 000，使電阻片具有相當(dāng)大的電容量，在運(yùn)行中流過(guò)電阻片的電流主要是電容電流。當(dāng)U超過(guò)拐點(diǎn)電壓時(shí)，MOA晶界電容增加較快。以上特點(diǎn)就形成了避雷器特有的伏安特性。然而在長(zhǎng)期的運(yùn)行電壓作用下，電阻片會(huì)逐漸老化，或由于避雷器本身結(jié)構(gòu)不良而受潮。兩種情況下都將影響避雷器的伏安特性，使其阻性泄漏電流增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致避雷器爆炸，引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)事故。

2 改進(jìn)前的試驗(yàn)方法

阻性電流基波法：該方法是在測(cè)量各相MOA全電流的同時(shí)，測(cè)取PT二次側(cè)的電壓，然后將電壓和電流信號(hào)進(jìn)行FFT計(jì)算，得到電壓和電流基波分量的幅值和相位，將基波電流在基波電壓上投影就可得到阻性電流的基波分量。

MOA帶電測(cè)試是測(cè)量運(yùn)行狀態(tài)下MOA的全電流和阻性電流，MOA頂端帶有高壓，因而具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，一般測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)需要4人配合。基本過(guò)程如下：測(cè)試人員A架起絕緣梯，保證該梯子與MOA上端帶電體保持安全距離，并將其扶穩(wěn)；測(cè)試人員B登上梯子將測(cè)試線夾在MOA尾端；測(cè)試人員C在一旁監(jiān)護(hù)并記錄測(cè)試結(jié)果，并時(shí)刻注意B與MOA上端帶電體的距離；測(cè)試人員D在PT端子箱內(nèi)采集PT二次電壓信號(hào)。測(cè)試完成后，再換其余兩相。勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，關(guān)鍵是在測(cè)試過(guò)程中測(cè)試人員B與MOA上端帶電體距離非常近，稍有疏忽就有可能保證不了人體與帶電體的安全距離，從而發(fā)生觸電事故，如圖2所示。

3 改進(jìn)后的試驗(yàn)方法

按照《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》Q/GDW1168-2013中相關(guān)規(guī)定，需在每年雷雨季節(jié)到來(lái)之前對(duì)變電站內(nèi)所有MOA進(jìn)行帶電測(cè)試。目前筆者所在轄區(qū)內(nèi)共有避雷器接近400組，共計(jì)接近1 200支，如果按照此方法進(jìn)行測(cè)試，將耗費(fèi)大量人力物力，并且測(cè)試人員處于較高的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中。我們通過(guò)不斷總結(jié)和實(shí)踐，提出了改進(jìn)MOA帶電測(cè)試的方法，并取得了良好的效果。

在改進(jìn)后的測(cè)試中，接線如圖3所示，測(cè)試人員站在地面，通過(guò)高空接線鉗與運(yùn)行中的MOA尾端相連，進(jìn)行帶電測(cè)試。測(cè)試需要3名工作人員，A站立于地面，手持接線鉗夾在MOA尾端；B采集PT二次電壓信號(hào)；C在一旁監(jiān)護(hù)并記錄測(cè)試結(jié)果。使用該方法進(jìn)行測(cè)試，既保證了測(cè)試人員的安全距離，又使測(cè)試簡(jiǎn)便迅速，節(jié)省了人力，并且能夠三相同時(shí)測(cè)量，通常能提高測(cè)試效率50%以上。

高空接線鉗設(shè)計(jì)如下所示。

（1）選用長(zhǎng)度合適，耐壓通過(guò)的絕緣桿，并且可以螺紋連接，具有可拆卸功能，可根據(jù)不同電壓等級(jí)MOA調(diào)整絕緣桿節(jié)數(shù)，達(dá)到合適高度，如圖4所示。

（2）接線鉗頭部如圖5所示。上鉗口固定，下鉗口可向上運(yùn)動(dòng)，下部為絕緣桿，起到隔斷電流、增加高度的作用。測(cè)試時(shí)，將MOA尾端扁鐵（或MOA底座上端）置于上下鉗口之間，拉動(dòng)專(zhuān)用操作桿，鉗內(nèi)的滑輪裝置可使下鉗口向上運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)咬合扁鐵，上下鉗口與扁鐵緊密連接，通過(guò)試驗(yàn)引線將尾端電流引入測(cè)試儀。測(cè)試過(guò)程如圖6所示。

通過(guò)以上改進(jìn)，在MOA帶電測(cè)試時(shí)大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了勞動(dòng)效率、保障了測(cè)試人員生命健康安全，在實(shí)際生產(chǎn)中起到了良好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，氧化鋅避雷器帶電測(cè)試方法的改進(jìn)有以下優(yōu)點(diǎn)：提高測(cè)試效率50%以上，每組避雷器的測(cè)試時(shí)間由之前的12 min減少至6 min。通過(guò)絕緣桿與避雷器尾部相連，增加了與帶電體的安全距離，保障測(cè)試人員人身安全，避免人身觸電等事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)玉婷，黃煒昭，江鍵武，等.避雷器帶電測(cè)試的原理及儀器比較和現(xiàn)場(chǎng)事故缺陷分析[J].電瓷避雷器，2011（2）：57-62.

[2] 朱海貌，黃銳，夏曉波，等.金屬氧化物避雷器帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)異常的診斷及分析[J].電瓷避雷器，2012（2）：68-72.

[3] 蔡偉賢，陳蓓.提高氧化物避雷器帶電測(cè)試準(zhǔn)確性的探討[J].電瓷避雷器，2011（4）：63-67.