避雷器帶電測試數據異常分析與應對措施研究

趙磊

摘要：科技自傲不斷的發展，社會在不斷的進步，針對現有避雷器帶電測試方法（阻性電流基本波法）抗干擾性能差，容易導致避雷器阻性電流測試數據異常等實際問題，提出研究一種基于避雷器三相全電流相角比較的避雷器帶電測試方法，結合紅外測溫以及局放測量技術等多維度分析手段，最后通過現場實測，證明了該技術能有效地濾除現場干擾，準確地反應避雷器性能狀態。

關鍵詞：避雷器;帶電測試;異常分析;干擾因數;三相全電流;相角比較法

引言

開展氧化鋅避雷器的帶電測試，是為了監測避雷器的運行功能是否正常。在變電站的配電工作站，保證安全供電和穩定供電十分重要，確保安全用電，是我們的責任，因為一旦出現事故，則是無法挽回的損失。其中，每年雷雨季節前進行一次運行電壓下交流泄露電流測試，是35kV及以上金屬氧化物避雷器的一個重要項目。在避雷器帶電測試中，有很多測試因素需要考慮，例如出現干擾避雷器測試的各種原因，找到原因，排出干擾，才能保證測試數據準備，從而制定避雷器的維護和保養措施，提升其運行效率和安全性。

1氧化鋅避雷器測試干擾排除的意義

為了促進變電站配電工作的順利開展，保證供電的穩定性，對避雷器進行測試是一種普遍且必須的辦法。氧化鋅避雷器的絕緣測試主要分為停電測試和帶電測試，根據實際情況和不同環境下的供電需求，合理選擇測試方法。目前對停電測試方法的應用在減少，因為停電測試會削弱設備運行的穩定性，還會對電網工作帶來事故風險，且停電測試的過程還需要電網主要設備同時停運，這就對測試工作提出了更多的限制條件。我國電網設備并沒有實現全部統一，也無法實現統一，都是根據需求和供電情況合理安排電網設備，采用停電測試，會因為一些設備的運行方式特殊而出現無法停運的問題，那避雷器監測就無法進行。為此，現階段我們主要采用的是帶電測試，通常測試的參量為全泄漏電流、阻性電流和功率損耗，從阻性電流的反應情況來評價避雷器屬于受潮、污染還是設備老化，而測試過程出現的設備功率增加，溫度升高，主要反應氧化鋅避雷器的劣化程度。所有導體之間都存在耦合電容，故不可避免地存在相間及空間干擾。對氧化鋅避雷器而言，干擾因素的存在會導致測試結果出現誤差，無法反應避雷器的真實狀態，例如避雷器的閥片劣化、內部受潮等，都會因為干擾因素而無法精準檢測，因此，我們必須必須設法消除氧化鋅避雷器帶電測試中的干擾問題，提升測試數據的精準度。

2試驗過程中的干擾分析

（一）避雷器兩端電壓中諧波含量的影響因為MOA是接在母線上的，運行電壓可以直接作用在避雷器上，而其中的諧波電壓的幅值和相位均影響MOA阻性電流的測量值。諧波狀況不同，可能使測得的結果相差很大。而阻性電流基波分量基本不受諧波成份影響，因此在諧波干擾比較嚴重的情況下測量應以阻性電流基波分量為準。（二）避雷器相間的干擾高壓場地的避雷器通常是三相一字排開的，由于不同相之間會存在雜散電容，因此對MOA進行帶電測試時，會受到相間干擾影響。主要是A、C相受到B相的影響，B相由于在中間，綜合影響較小。A、C相電流相位會往B相方向偏移，一般偏移角度2°～4°左右。根據投影法可得，A相阻性電流增加，C相變小甚至為負。我們班組所使用的儀器是可以進行自動補償的，其原理是假定B對A、C相的影響是對稱的，測量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補償-Φ0c=（Φca-120°）/2。這種方法實際上對A、C相阻性電流進行了平均，也有可能掩蓋問題。因此還是建議考核沒有進行補償的原始數據。（三）避雷器外表面污穢的影響MOA外表面的污穢，除了對閥片柱的電壓分布的影響而使其內部泄露電流增加外，表面泄露電流對測試精度的影響也不能忽視。污穢程度不同，其外表面的泄露電流對MOA阻性電流的測試影響也不一樣。（四）溫度和濕度對測試結果的影響由于MOA的閥片在小電流區域具有負的溫度系數，加之內部空間較小，散熱條件較差，同時有功損耗產生的熱量會使閥片的溫度高于環境溫度。這些會使MOA的阻性電流增大。通常情況下，溫度越高，泄露電流越大。

3紅外測溫以及局放測試

3.1紅外測溫應用

避雷器劣化導致阻性電流增加，將引起內部溫度升高，通過紅外測溫的方式能直觀地反應避雷器的劣化情況，目前的紅外測溫能鎖定到設備的各個部位，誤差能控制在0.5℃范圍內。通過大量的現場實地測溫，同個站點運行正常的避雷器三相對比，各位置的溫度基本一致。

3.2局部放電測試應用

當避雷器內部出現劣化，或者某個部位接觸不良時，內部會產生懸浮電位，電位隨外電場整體電壓而變化，電場強度達到一定程度會產生放電現象。借助避雷器局部放電測試儀進行三相同時檢測，觀察其相位與幅值，若三相同時有，且為同極性相位，則為外部干擾，若一相幅值較大，其他兩相不明顯，則避雷器內部可能存在放電現象。由于局放測試儀對空間電磁場要求較高，故這種方法作為輔助判別的手段。

4相鄰帶電體干擾的仿真分析

避雷器被帶電導體的干擾，主要體現在一下幾個方面：首先帶電導體本身的大小，因為導體的大小會直接影響避雷器受干擾的面積和電流負荷，帶電導體自身尺寸的大小。帶電導體自身尺寸大小決定了其干擾避雷器的面積和電荷量;其次是帶電導體與避雷器之前的距離，距離遠近也是導致避雷器受干擾大小的主要因素之一，如何判定距離與干擾電容之間的關系，主要用電容公式：C=ε*S/4πkd來計算，通過計算，可以得到干擾電容的數據，幫助技術人員調整避雷器的工作環境，并減少電容帶來的干擾;還有就是考慮帶電導體的電壓等級。從帶電導體的空間因素，大小和距離可以判斷受干擾的程度，而且可以確定受干擾的電容數據。實際上，帶電導體和避雷器之間是會互相影響的，彼此的電容相互干擾，導致帶電導體的電壓影響到干擾避雷器工作的電流。除了以上的干擾因素，避雷器外部的環境，例如空氣的濕度、溫度，以及環境的污染程度都會影響其運行，成為干擾因素，例如污染問題也是技術人員經常遇到的，由于設備暴露在外的部分受到粉塵或者其他污染的影響，以及內部運行過程中產生的殘渣，或者受潮導致的銹蝕，都會成為干擾壁壘去運行的問題。在實踐中，測試人員要考慮到全面的干擾因素，不管是內部還是外部，還是設備本身的問題，認真研究解決干擾的方式方法，減少避雷器運行過程中的設備干擾。

結語

文章首先闡述了現有避雷器帶電測試方法（阻性電流基波法）可能導致誤差各種問題，提出研究一種基于三相全電流相角比較的避雷器帶電測試技術，結合紅外測溫以及局放測量技術進行多維度診斷分析，并經過現場實測，提高了避雷器帶電測試的抗干擾性，減少了避雷器停電試驗診斷的次數。

參考文獻

[1]嚴玉婷.避雷器帶電測試的原理及儀器比較和現場事故缺陷分析[J].電瓷避雷器，2011（2）：57-62.

[2]張偉平.避雷器阻性電流測試新方法[J].電瓷避雷器，2011（6）：112-116.

[3]袁海燕.改進的特高壓金屬氧化物避雷器帶電測試方法[J].電瓷避雷器，2011（6）：76-80.

[4]楊殿成.金屬氧化物避雷器帶電測試干擾分析[J].高壓電器，2009，45（5）：130-132.

[5]趙玲艷.氧化鋅避雷器帶電測試分析[J].華電技術，2009（9）：55-57.