氧化鋅避雷器帶電測(cè)試應(yīng)用分析

萬清 陳振坤

摘要：為了提高氧化鋅避雷器（MOA）帶電測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，分析相間干擾對(duì)MOA帶電測(cè)試結(jié)果的影響，根據(jù)避雷器的等效電路，推導(dǎo)出MOA的實(shí)際的阻抗角計(jì)算公式。根據(jù)公式知，避雷器相間耦合電容干擾是導(dǎo)致帶電測(cè)試結(jié)果偏差的原因。根據(jù)不同補(bǔ)償方式（禁用補(bǔ)償，邊補(bǔ)償）所得數(shù)據(jù)，來驗(yàn)證這一假設(shè)。結(jié)果表明，通過校核后即邊補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)能大大減少相間耦合電容對(duì)帶電測(cè)試結(jié)果的，校正后能貼近避雷器的真實(shí)運(yùn)行工況。

關(guān)鍵詞：避雷器；帶電測(cè)試；耦合電容；補(bǔ)償

氧化鋅避雷器主要組成部分是非線性氧化鋅電阻片，當(dāng)設(shè)備因外界電壓入侵，如雷電時(shí)候，達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器動(dòng)作并通過接地釋放過電壓負(fù)荷，使電網(wǎng)電壓幅值降低到一定水平，從而保護(hù)設(shè)備絕緣不受破壞。

目前避雷器的檢修一般分為停電和帶電測(cè)試，停電計(jì)劃會(huì)增加線路等電力設(shè)施停電計(jì)劃和降低電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠性，因此近年來，在雷雨天氣前后對(duì)避雷器的帶電測(cè)試工作尤為重要。帶電測(cè)試過程中，多種干擾會(huì)對(duì)避雷器測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。其中，避雷器相間耦合電容干擾對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)影響最大。本文通過變電站實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)相間耦合電容對(duì)避雷器帶電測(cè)試干擾進(jìn)行定量分析，并驗(yàn)證了避雷器帶電測(cè)試數(shù)據(jù)的校正方法以及用向量圖簡單說明補(bǔ)償角度的特點(diǎn)。

一、避雷器帶電測(cè)試原理

避雷器等效電路圖如圖1所示。在交流電壓下，

避雷器全電流IX含阻性電流IR和容性電流IC，

運(yùn)行時(shí)，通過避雷器的電流大部分為IC，IR只占Ix的10%～20%。

當(dāng)避雷器內(nèi)部進(jìn)水受潮或者絕緣受到損壞時(shí)，IC變化較小，而IR會(huì)增大到正常值的數(shù)十倍，所有避雷器帶電測(cè)試主要是IX、IR的值。在避雷器測(cè)量中，采用AI6108氧化鋅避雷器帶電測(cè)試儀獲得MOA的IX，通過線路單元智能控制柜計(jì)量交流電壓空開處取參考電壓U，通過傅里葉變換的得到電流和電壓的基波分量。通過基波值的相位比，得出避雷器的阻抗角φ，IR=IXCOSφ，IC=IXSINφ。

二、分析相間耦合電容對(duì)避雷器帶電測(cè)試干擾分析

影響避雷器帶電測(cè)試結(jié)果因素很多，如站內(nèi)電場(chǎng)干擾，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，設(shè)備外瓷瓶臟污，相間干擾以及天氣溫濕度，但是，避雷器相間耦合電容干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果影響最大。

避雷器在運(yùn)行電壓時(shí)，空間中產(chǎn)生雜散電容電流，通過相間的相互作用使得三相的電流、阻抗角發(fā)生變化，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)偏離實(shí)際。避雷器通常一字并列置放。A、C間距離較遠(yuǎn)，因此只考慮A、B與B、C相之間的耦合電容電流。

經(jīng)計(jì)算，其補(bǔ)償公式如公式（1）所示。C0為相間耦合電容；CA、CB、CC及RA、RB、RC分別為三相避雷器的等效電容和非線性電阻；IXA、IXB、IXC為三相全電流；UA、UB、UC為電網(wǎng)的三相電壓

三、避雷器帶電測(cè)試數(shù)據(jù)校正

通過補(bǔ)償過真實(shí)反映避雷器設(shè)備的數(shù)據(jù)推出C0，即可倒推出避雷器實(shí)際運(yùn)行時(shí)禁用補(bǔ)償數(shù)據(jù)，繼而推出補(bǔ)償角度。通過測(cè)試角度與推算角度對(duì)比，驗(yàn)證儀器可靠性。

下面以一變電站表，避雷器帶電測(cè)試原始數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

得出C0≈1.9～2.0（PF），而由于我們采用邊相補(bǔ)償計(jì)算等效電路元件數(shù)值，因此B相不做討論。進(jìn)而，通過公式（1）得出補(bǔ)償后角度，A及C相分別為φA =83.63°和φC =84°。這與儀器給的補(bǔ)償角度一致。而邊補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)能更加真實(shí)反映避雷器的運(yùn)行實(shí)際。

四、結(jié)語

這里分析了氧化鋅避雷器帶電測(cè)試受到相間耦合電容干擾，根據(jù)推導(dǎo)推導(dǎo)公式進(jìn)而得出實(shí)際阻抗角與受干擾的阻抗角。通過實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，使用儀器的邊補(bǔ)償功能可以很好地修正避雷器帶電測(cè)試數(shù)據(jù)，真實(shí)反映試驗(yàn)結(jié)果。

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作者簡介：萬清（1988），女，福建廈門人，電力工程師，從事高電壓試驗(yàn)工作；陳振坤（1988），男，福建廈門人，電力工程師，從事柔直變電運(yùn)行工作。