避雷器阻性電流測(cè)試自動(dòng)邊補(bǔ)為負(fù)值的原因分析

高振府，許向純

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000）

在電力系統(tǒng)中，避雷器對(duì)維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要作用，氧化鋅避雷器（MOA）與傳統(tǒng)的避雷器相比，具有體積小、造價(jià)低、保護(hù)性能好、非線性特性好、無(wú)續(xù)流、流通量大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于過(guò)電壓保護(hù)。

1 氧化鋅避雷器阻性電流測(cè)試原理

1.1 阻性電流測(cè)試的意義

在正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)氧化鋅避雷器的泄漏電流主要有阻性電流和容性電流。其中，阻性電流占很小一部分（大約10%～20%）。但是當(dāng)氧化鋅避雷器存在受潮、劣化、內(nèi)部元件損壞等問(wèn)題時(shí)，總的泄漏電流變化不大，但是阻性電流卻會(huì)明顯增加。因此，檢測(cè)氧化鋅避雷器的阻性電流是判斷其狀態(tài)是否良好的重要手段［1－2］。

1.2 相間干擾產(chǎn)生的原理

圖1 相間干擾示意圖

當(dāng)前比較先進(jìn)的氧化鋅避雷器泄漏電流測(cè)試儀（濟(jì)南泛華、蘇州海沃等公司產(chǎn)品），已經(jīng)可以做到三相避雷器同時(shí)測(cè)量，與老式的測(cè)試儀相比，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，節(jié)約了工作時(shí)間，并在精度上有了很大提高。但是三相同時(shí)測(cè)量時(shí)，A，C兩相避雷器的測(cè)試結(jié)果會(huì)受到中間B相雜散電容的干擾，從而影響A，C相的測(cè)試結(jié)果，如圖1所示。

1.3 邊相補(bǔ)償角的作用

由于相間雜散電容干擾的作用，A相電流的相位角會(huì)偏小Δφa，C相電流的相位角會(huì)偏大Δφc，這樣就會(huì)給測(cè)試結(jié)果帶來(lái)誤差。為了消除這一干擾，實(shí)際測(cè)試過(guò)程中必須要進(jìn)行相位補(bǔ)償，即A相電流相位角要增加Δφa，C相電流要減少Δφc［3－5］。在應(yīng)用較為廣泛的算法中，一般認(rèn)為Δφa＝Δφc，因此，可以得到相位補(bǔ)償角的計(jì)算公式，如式（1）所示。

式中，φca為C相避雷器電流相位角與A相避雷器電流相位角的差值。

2 自動(dòng)邊相補(bǔ)償角為負(fù)值的原因及對(duì)策

由圖1可以看出，正常情況下，相位補(bǔ)償角為正值。但是在實(shí)際阻性電流測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試儀有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)相位補(bǔ)償角為負(fù)值的情況。一旦出現(xiàn)這種情況，就證明測(cè)試結(jié)果已經(jīng)出現(xiàn)了偏差，不能真實(shí)反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)。產(chǎn)生這種情況的原因主要有三種，下面分別對(duì)其進(jìn)行分析。

2.1 強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾

測(cè)試設(shè)備周圍存在距離較近且無(wú)可靠隔離措施的其他運(yùn)行設(shè)備，產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，可以直接影響阻性電流測(cè)試儀，使測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤，無(wú)法正常工作；也可以影響避雷器泄漏電流的相位，間接干擾測(cè)試結(jié)果。

解決方法：對(duì)這種強(qiáng)大電磁場(chǎng)的干擾情況比較少見(jiàn)，很難采取有效措施消除，即使增加臨時(shí)的隔離措施，也要耗費(fèi)大量工作時(shí)間，降低工作效率，并且難以保證實(shí)際效果。因此，可以待干擾設(shè)備停止運(yùn)行后，再對(duì)待測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，以避開(kāi)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾。

2.2 測(cè)試線連接錯(cuò)誤

阻性電流測(cè)試儀的測(cè)試接線如圖2所示。正常情況下，電流輸入線應(yīng)按照黃、綠、紅的順序，對(duì)應(yīng)連接在A，B，C三相避雷器上。如果由于某種原因，將電流輸入線的相別接入錯(cuò)誤，比如將A，C相接線接反，就會(huì)導(dǎo)致式（1）中的φca變?yōu)棣誥c，從正角度變?yōu)樨?fù)角度。按照式（1）中的描述，相位補(bǔ)償角Δφa和Δφc就會(huì)變?yōu)樨?fù)角度。這種情況下，相位補(bǔ)償角為一很大的負(fù)值，特征較為明顯，很容易識(shí)別。

解決方法：這種情況主要是由被測(cè)設(shè)備的相色不明顯或者測(cè)試人員操作不熟練造成的。一旦發(fā)現(xiàn)這種問(wèn)題以后，應(yīng)立即停止測(cè)試，核對(duì)并糾正接線錯(cuò)誤以后，重新開(kāi)始測(cè)試。

圖2 阻性電流測(cè)試儀接線圖

2.3 系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行

如圖2所示，阻性電流測(cè)試儀從TV端子箱取母線的B相電壓作為基準(zhǔn)電壓，然后利用A，C相母線電壓的對(duì)稱性，將B相電壓的相位角減少120°得到A相電壓相位角，將B相電壓相位角增加120°得到C相電壓相位角。故測(cè)試儀計(jì)算使用的A，C相電壓并非系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行電壓。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的各相電壓并不是絕對(duì)對(duì)稱，各相電壓的相位角差值非嚴(yán)格的120°，而是在允許范圍內(nèi)的近似120°。這樣C相電壓與A相電壓的實(shí)際相位差φca便有可能略小于120°。此時(shí)，按照式（1）的計(jì)算方法，得到的相位補(bǔ)償角便有可能是負(fù)值。

解決方法：這種情況多出現(xiàn)在GIS（組合電器）變電站設(shè)備。GIS變電站中的相間隔離效果好，B相避雷器對(duì)A，C兩相的雜散電容干擾作用比較小，再加上系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行的影響，就會(huì)造成這一情況。這種情況下，相位補(bǔ)償角的絕對(duì)值一般較小，對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響也很小。因?yàn)橄到y(tǒng)不對(duì)稱的情況無(wú)法主動(dòng)消除，且影響相對(duì)較小，如果是對(duì)精度要求不是很高的普通測(cè)試，可以對(duì)其忽略不計(jì)。如果是精確測(cè)試，則應(yīng)觀察系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，待系統(tǒng)不對(duì)稱程度相對(duì)較小的情況下進(jìn)行測(cè)試。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)例1

2012年夏季帶電測(cè)試中，使用泛華－AI6106阻性電流測(cè)試儀在雙樓站測(cè)試211－4避雷器阻性電流時(shí)，出現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償角為負(fù)值的情況，且數(shù)值很大。根據(jù)補(bǔ)償角的特征，初步認(rèn)定為接線錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查接線后，發(fā)現(xiàn)電流輸入線A，C兩相接反。更正接線錯(cuò)誤后，重新啟動(dòng)儀器測(cè)量，自動(dòng)補(bǔ)償角恢復(fù)正常。

3.2 實(shí)例2

2012年夏季帶電測(cè)試中，泛華－AI6106阻性電流測(cè)試儀在獅城站測(cè)試111－4時(shí)，出現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償角為負(fù)值的情況，且數(shù)值較小。由于補(bǔ)償角數(shù)值較小，初步排除了接線錯(cuò)誤的可能。獅城站為室內(nèi)GIS站，設(shè)備的絕緣和屏蔽效果良好，進(jìn)一步排除了強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的可能。此時(shí)觀察儀器顯示的母線電壓相位角，存在較大的不對(duì)稱情況，因此判定為系統(tǒng)三相不對(duì)稱運(yùn)行導(dǎo)致自動(dòng)補(bǔ)償角為負(fù)值。待系統(tǒng)不對(duì)稱程度較弱時(shí)重新進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償角恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了避雷器阻性電流測(cè)試的目的和原理，并對(duì)自動(dòng)補(bǔ)償角為負(fù)值的情況進(jìn)行了重點(diǎn)分析，提出了相應(yīng)的解決方法。在實(shí)際工作過(guò)程中，還可能遇到各種其他問(wèn)題，需要進(jìn)一步努力探索。

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