金屬氧化物避雷器帶電測試流程優化方法研究

吳耀輝 肖利龍 劉昕鶴 何可夫

摘要：為保證金屬氧化物避雷器（MOA）的安全穩定運行，工作中通常采用阻性電流基波法對避雷器進行帶電測試。采用阻性電流基波法需提取PT二次側的電壓作為參考信號，目前采用的PT二次側電壓信號查找方法耗時較長，而且具有一定的安全隱患。鑒于此，提出了一種優化方法，可大大縮短信號查找所耗時間，并避免安全隱患。

關鍵詞：避雷器;帶電測試;方法

0? ? 引言

避雷器主要用于限制由雷擊產生的外部過電壓和操作引起的內部過電壓，是電網安全穩定運行的有力保障[1-2]。近年來，金屬氧化物避雷器（MOA）由于其具有優良的非線性和大通流容量等優點[3]，逐漸取代了其他類型的避雷器，在電網中被廣泛應用。

氧化物避雷器的預防性試驗分為停電測試和帶電測試。避雷器停電測試通常周期較長，往往涉及其他主設備的停運，實施起來不易。而帶電測試較易開展，且能真實反映運行電壓下避雷器的狀態，因此MOA帶電測試顯得尤為重要[4]。MOA帶電測試方法有阻性電流基波法、容性電流補償法、零序電流法等，其中，阻性電流基波法被認為是精確度最高的方法[3，5]，因而在現場測試中常常被采用。

采用阻性電流基波法需提取PT二次側的電壓作為參考信號。目前采用的PT二次側電壓信號查找方法耗時較長，大概需要10 min左右，而且具有一定的安全隱患。本文提出了一種優化方法，通過微信搭建一個服務于MOA帶電測試的公眾平臺，為工作人員提供相應的信息查詢，可將時間縮短為30 s左右，還可避免安全隱患。

1? ? 常用氧化物避雷器帶電測試方法

氧化物避雷器的帶電測試主要是在運行電壓下對流經避雷器的全電流、阻性電流、相位角進行測量[6]。正常情況下，流過避雷器的阻性電流只占用全電流的10%～20%。但當避雷器內部受潮、閥片老化或內部絕緣部件受損時，阻性電流會大大增加。根據相關規程規定，測量值與初始值比較，當阻性電流增加50%時應該分析原因，加強監測，適當縮短檢測周期;當阻性電流增加1倍時，應停電檢查[7]。

1.1? ? 阻性電流基波法的測量原理

不僅測量MOA在運行電壓下的全電流信號，還需提取PT二次側的電壓信號，然后對電流信號和電壓信號進行FFT變換，得到電壓基波幅值U1、電流基波峰值IxIp、電流電壓夾角Φ及阻性電流基波峰值IrIp，其關系如圖1所示。

1.2? ? 常用PT二次側電壓信號的查找方法

提取PT二次側電壓信號是采用阻性電流基波法對MOA進行帶電測試的最主要環節之一，所需電壓信號為PT二次側相電壓信號。正常情況下，PT二次側線電壓交流信號為100 V，其相電壓交流信號為57.7 V。在提取電壓參考信號時，需采用萬用表對PT二次端子箱中的端子進行一一測量，從而甄別出其中電壓信號為57.7 V的兩個端子。

如圖2所示，PT二次端子箱內所含端子數往往有上百個甚至幾百個。要在這上百個甚至幾百個端子中一一測量篩選出所需的兩個端子，所耗費的時間較長，通常為10 min左右。此外，還可能存在誤碰導致某兩個端子短接，從而引發繼電保護誤動作等安全風險。對于提取PT二次側電壓信號的操作，工作未滿兩年的年輕員工，通常需要在老員工的指導下才能順利開展，無形中多占用了一定的人力。

2? ? 優化后氧化物避雷器帶電測試方法

為縮短MOA帶電測試所耗時間，降低MOA帶電測試的安全風險，節約人力，提升MOA帶電測試的工作效率，對MOA帶電測試方法進行改進，主要集中于改進PT二次側電壓信號提取方法。為達到該目的，可充分利用微信公眾號的功能特點，構建一個服務于MOA帶電測試的公共服務平臺，使工作人員通過該平臺可查詢到以往MOA帶電測試所接取的PT二次側端子位置及編號，并在實際工作中迅速找到該端子[8]。

2.1? ? 微信公眾平臺運作原理

作為一種新的信息傳播方式，微信通過和特定群體進行文字、圖片、語音等的全方位溝通、互動，使人們能夠更加方便、快捷、全面地認知各種信息。其覆蓋面很廣，幾乎人人都有一個微信賬號，一旦構建了服務于MOA帶電測試的公眾號，經過關注，試驗工作人員便能開展相應的工作。

圖3所示為微信公眾平臺消息交互流程，微信用戶將消息發至微信公眾平臺，微信公眾平臺再將相應的消息打包發送給開發者，開發者借助所編的程序及依托的服務器，對微信用戶所發送的信息進行特定的反應，并將相應的回復信息發送至微信公眾平臺，繼而反饋給微信用戶。

2.2? ? 改進后PT二次側電壓信號的查找方法

微信公眾號分為服務號、訂閱號、企業號，一般用戶只能申請到訂閱號，訂閱號只擁有調用基礎接口的權限。基礎接口包括三個主要部分：接收用戶信息、發送被動響應信息、接收事件推送消息。通過“發送被動響應信息”這一接口，進入開發者模式，采用PHP語言進行編程處理，便可實現特定信息的推送[9]。

圖4為某變電站221PT二次端子箱內的照片，該照片為MOA帶電測試過程中所拍攝，后期對其進行了相應的標注處理，通過該圖片可以很明顯地看出MOA帶電測試時所接端子位置。圖5為所申請的微信公眾號，公眾號名為“避雷器帶電測試在線查詢分析系統”。現場試驗人員可關注該公眾號，并將特定的關鍵字發送給公眾號，公眾號便會回復類似圖4的圖片，根據該圖片可以很迅速地找到對應的電壓信號端子。現場實踐表明，采用改進后的PT二次側電壓信號查找方法，耗時可從原來的10 min縮短至30 s，同時很大程度上降低了安全風險，年輕員工可單獨操作，無需老員工指導，節省了人力。

3? ? 結語

為了縮短金屬氧化物避雷器帶電測試時間，本文提出了借助微信公眾號，通過對微信公眾號的開發，與現場人員進行特定的信息互動，從而縮短PT二次側電壓信號的查找時間。實踐表明，采用優化后的PT二次側電壓信號查找方法，耗時可從原來的10 min縮短至30 s，同時很大程度上降低了安全風險，年輕員工可單獨操作，無需老員工指導，節省了人力。

本設計只采用了一種公眾號圖片回復的形式，后期可將視頻信息存入相應的服務器，并通過公眾號與用戶進行相應的互動，使信息傳達更加具體生動。

[參考文獻]

[1] 殷雄開，邵濤，高翔，等.金屬氧化物避雷器檢測方法的現狀與發展[J].高電壓技術，2002，28（6）：34-36.

[2] 嚴玉婷，黃煒昭，江健武，等.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.

[3] 孫海龍.氧化鋅避雷器帶電測試方法研究[J].電力學報，2011，26（4）：325-327.

[4] 李慶玲，王興貴，李效珍，等.氧化鋅避雷器應用一些問題探討[J].高壓電器，2009，45（2）：130-131.

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

[6] 電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準：GB 50150—2006[S].

[7] 電力設備預防性試驗規程：Q/CSG 114002—2011[S].

[8] 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.

[9] 劉洋君，徐曉亮，胡捷.地震信息微信公眾號的建立與開發[J].山西地震，2016（1）：23-27.

收稿日期：2020-07-28

作者簡介：吳耀輝（1989—），男，江西鷹潭人，工程師，研究方向：高電壓試驗技術。