氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試

1、氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)量1.避雷器 用于保護(hù)電氣設(shè)備免受高瞬態(tài)過(guò)電壓危害并限制續(xù)流時(shí)間也常限制續(xù)流賦值的一種電器。本術(shù)語(yǔ)包含運(yùn)行安裝時(shí)對(duì)于該電器正常功能所必須的任何外部間隙，而不論其是否作為整體的一個(gè)部件 避雷器通常連接在電網(wǎng)導(dǎo)線與地線之間，然而有時(shí)也連接在電器繞組旁或?qū)Ь€之間。 避雷器有時(shí)也稱為過(guò)電壓保護(hù)器，過(guò)電壓限制器（surge divider）。適用范圍及特點(diǎn)原理 交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器用于保護(hù)交流輸變電設(shè)備的絕緣，免受雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓損害。適用于變壓器、輸電線路、配電屏、開(kāi)關(guān)柜、電力計(jì)量箱、真空開(kāi)關(guān)、并聯(lián)補(bǔ)償電容器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及半導(dǎo)體器件等過(guò)電壓保護(hù)。 交流無(wú)間隙金屬氧化物避

2、雷器具有優(yōu)異的非線性伏安特性，響應(yīng)特性好、無(wú)續(xù)流、通流容量大、殘壓低、抑制過(guò)電壓能力強(qiáng)、耐污穢、抗老化、不受海拔約束、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)間隙、密封嚴(yán)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 避雷器在正常系統(tǒng)工作電壓下，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，僅有微安級(jí)電流通過(guò)。在過(guò)電壓大電流作用下它便呈現(xiàn)低電阻，從而限制了避雷器兩端的殘壓 避雷器構(gòu)造氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器是具有良好保護(hù)性能的避雷器。利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時(shí)流過(guò)避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布?jí)）；當(dāng)過(guò)電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過(guò)電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果。這種避雷器和傳統(tǒng)的避雷器的差異是它沒(méi)有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開(kāi)斷的作用。氧化鋅

3、避雷器（MOA）具有體積小、造價(jià)低、保護(hù)性能優(yōu)越、非線性特性好，無(wú)續(xù)流，流通量大、耐污性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)。2.測(cè)量避雷器阻性電流的目的 由于MOA有良好的非線性電阻特性，所以氧化鋅避雷器內(nèi)部是沒(méi)有間隙的。正是由于沒(méi)有間隙，在正常運(yùn)行中閥片長(zhǎng)期承受電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓的作用，以及內(nèi)部受潮或過(guò)熱等因素的影響，因而會(huì)造成閥片非線性電阻特性的劣化。這種劣化的主要表現(xiàn)是正常電壓下的阻性電流的增加，阻性電流的加大造成發(fā)熱量的增加，避雷器內(nèi)部溫度的上升，溫度的上升又加速閥片的老化，形成惡性循壞，最后導(dǎo)致MOA由于過(guò)熱而損壞，嚴(yán)重時(shí)可能引起避雷器的爆炸，引起大面積停電事故。 一般認(rèn)為僅占

4、總泄漏電流10%20%的阻性電流的增加是引起MOA劣化的主要因素，所以從總泄漏電流中準(zhǔn)確提取其阻性電流是判斷MOA運(yùn)行狀況的關(guān)鍵。3. 避雷器電流分析氧化鋅避雷器的泄漏電流可以被分為兩部分：容性部分和阻性部分，一般認(rèn)為阻性電流僅占總泄漏電10%20%。 如下圖2為MOA的等效電路，由非線性電阻R和電容C并聯(lián)組成。其中Ix為MOA的總泄漏電流，Ir為阻電流性電流，Ic為容性電流。由圖2知，MOA的阻性電流與電壓同相位，而容性電流超前電壓90，其電壓和電流的矢量圖如圖3所示。 4. 測(cè)量原理 阻性電流的測(cè)量是在避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓下進(jìn)行的，可以通過(guò)靜電電壓表測(cè)量該值，持續(xù)運(yùn)行電壓可以通過(guò)避雷器的銘牌

5、得到。 從以上分析可知，在避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓下要想求得阻性電流Ir ，我們只需要測(cè)出電壓U和總泄漏電流Ix之間的相角差 以及Ix的有效值，就能根據(jù) Ix=Ircos 計(jì)算得出阻性電流Ir的有效值。5 測(cè)試過(guò)程中注意事項(xiàng) 排除不良因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 除接線方式 、氣候條件外，還有電壓波動(dòng) ，全電流變化、電磁干擾及對(duì)地的雜散電容等，另外，儀器的抗干擾性也會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果6 氧化鋅避雷器測(cè)試儀 步驟 圖所示 為儀器的接線圖 下面來(lái)看一下具體接線方 式7 接線具體步驟 1 儀器接地2 打開(kāi)儀器開(kāi)關(guān) 待機(jī)狀態(tài)3 連接電壓信號(hào)線，電壓高壓PT二次側(cè)1003繞組，電壓測(cè)試線綠色接B相繞組的相線 黑色接中性線

6、 4 連接電流信號(hào)線，首先將電流信號(hào)線的黑色線夾與被測(cè)避雷器的接地線可靠連接，然后將電流信號(hào)線黃綠紅分別與ABC三相避雷器的放電計(jì)數(shù)器的上端 5 在確認(rèn)接線無(wú)誤后 開(kāi)始測(cè)量，觀察數(shù)據(jù)后 打印 8 測(cè)量結(jié)果分析 測(cè)量后 顯示屏出現(xiàn)如下結(jié)果Ux ：工頻電壓有效值，此電壓為實(shí)測(cè)電壓； Ix ：全電流有效值； ：基波電流超前基波電壓的相位差。Ir ：阻性電流有效值； Irp：阻性電流峰值。Ir1p：阻性電流基波峰值。由于Ir1p比較穩(wěn)定， 有確切來(lái)源，應(yīng)以Ir1p為主要的阻性電流判據(jù)。Ir3p：阻性電流三次諧波峰值；Ir5p：阻性電流五次諧波峰值；Ir7p：阻性電流七次諧波峰值；Ic1p：容性電流基波

7、峰值。P ：有功功率； 測(cè)量結(jié)果中 三相的相角不能差距太大 一般在80到87之間 泄漏電流、容性電流不能為0 如果出現(xiàn)上述情況 檢查線路 復(fù)測(cè)9.試驗(yàn)結(jié)果的處理試驗(yàn)結(jié)果的處理一般從下面幾個(gè)故障中判斷： 避雷器內(nèi)部受潮，導(dǎo)致阻性電流及全電流增大 避雷器閥片老化，劣化，導(dǎo)致阻性電流及全電流增大 底座絕緣不良 避雷器復(fù)合外套絕緣不良、避雷器密封不良實(shí)例分析1 2011年10月8日利用避雷器泄漏電流帶電測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)2#主變110kV避雷器A相全電流及阻性電流數(shù)據(jù)異常，B、C相全電流數(shù)據(jù)正常，C相阻性電流異常，但懷疑是由于A相異常通過(guò)角度補(bǔ)償造成的。為進(jìn)一步檢查分析該組避雷器的故障情況，10月

8、24日晚安排檢修人員對(duì)該組避雷器進(jìn)行紅外熱像檢測(cè) ，熱像檢測(cè)圖如下圖 B、C相避雷器紅外測(cè)溫 ，A相避雷器中上部最高溫度為34.1，周邊環(huán)境及避雷器瓷套溫度為26左右。B、C相避雷器紅外熱像溫度正常。可以判斷A相避雷器內(nèi)部閥片存在異常發(fā)熱情況。再次對(duì)避雷器進(jìn)行帶電全電流檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，有故障進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，需盡快將該避雷器退出運(yùn)行，于10月26日對(duì)2#主變110kV避雷器進(jìn)行緊急停電更換。 根據(jù)避雷器帶電測(cè)試和停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合對(duì)設(shè)備的解體檢查情況，可以確定避雷器缺陷產(chǎn)生的原因： 該避雷器在生產(chǎn)安裝過(guò)程中出現(xiàn)了失誤，漏裝下蓋板與避雷器腔體間的密封圈，使水汽進(jìn)入避雷器密封腔內(nèi)，導(dǎo)致避雷器芯體受潮劣化。 腔體內(nèi)水汽受熱上浮，導(dǎo)致上蓋板上的銅板氧化出現(xiàn)銅綠。 電阻片的受潮劣化引發(fā)局部放電，導(dǎo)致避雷器阻性電流和全電流增大，并使得電阻片發(fā)熱。電阻片和其表面的陶瓷釉受熱膨脹，在薄弱點(diǎn)出現(xiàn)了破損。 電阻片陶瓷釉破損導(dǎo)致該片絕緣性能下降，同時(shí)，電阻片間的均一性發(fā)生變化，形成避雷器運(yùn)行電位分布的不均勻，從而出現(xiàn)該避雷器電阻片破損處對(duì)應(yīng)點(diǎn)溫度升高。解體分析圖 在金屬導(dǎo)體中電流跟電壓成正比，伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線 ，反之 ，電壓和電流不成正比適用范圍及特點(diǎn)原理的為非線性特性 有損耗的介質(zhì)可以用一個(gè)理想電容和一個(gè)有