避雷器帶電測(cè)試數(shù)據(jù)異常分析與應(yīng)對(duì)措施研究

趙磊

摘要：科技自傲不斷的發(fā)展，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，針對(duì)現(xiàn)有避雷器帶電測(cè)試方法（阻性電流基本波法）抗干擾性能差，容易導(dǎo)致避雷器阻性電流測(cè)試數(shù)據(jù)異常等實(shí)際問(wèn)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(cè)試方法，結(jié)合紅外測(cè)溫以及局放測(cè)量技術(shù)等多維度分析手段，最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，證明了該技術(shù)能有效地濾除現(xiàn)場(chǎng)干擾，準(zhǔn)確地反應(yīng)避雷器性能狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：避雷器;帶電測(cè)試;異常分析;干擾因數(shù);三相全電流;相角比較法

引言

開(kāi)展氧化鋅避雷器的帶電測(cè)試，是為了監(jiān)測(cè)避雷器的運(yùn)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(wěn)定供電十分重要，確保安全用電，是我們的責(zé)任，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)事故，則是無(wú)法挽回的損失。其中，每年雷雨季節(jié)前進(jìn)行一次運(yùn)行電壓下交流泄露電流測(cè)試，是35kV及以上金屬氧化物避雷器的一個(gè)重要項(xiàng)目。在避雷器帶電測(cè)試中，有很多測(cè)試因素需要考慮，例如出現(xiàn)干擾避雷器測(cè)試的各種原因，找到原因，排出干擾，才能保證測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，從而制定避雷器的維護(hù)和保養(yǎng)措施，提升其運(yùn)行效率和安全性。

1氧化鋅避雷器測(cè)試干擾排除的意義

為了促進(jìn)變電站配電工作的順利開(kāi)展，保證供電的穩(wěn)定性，對(duì)避雷器進(jìn)行測(cè)試是一種普遍且必須的辦法。氧化鋅避雷器的絕緣測(cè)試主要分為停電測(cè)試和帶電測(cè)試，根據(jù)實(shí)際情況和不同環(huán)境下的供電需求，合理選擇測(cè)試方法。目前對(duì)停電測(cè)試方法的應(yīng)用在減少，因?yàn)橥ｋ姕y(cè)試會(huì)削弱設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)工作帶來(lái)事故風(fēng)險(xiǎn)，且停電測(cè)試的過(guò)程還需要電網(wǎng)主要設(shè)備同時(shí)停運(yùn)，這就對(duì)測(cè)試工作提出了更多的限制條件。我國(guó)電網(wǎng)設(shè)備并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全部統(tǒng)一，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，都是根據(jù)需求和供電情況合理安排電網(wǎng)設(shè)備，采用停電測(cè)試，會(huì)因?yàn)橐恍┰O(shè)備的運(yùn)行方式特殊而出現(xiàn)無(wú)法停運(yùn)的問(wèn)題，那避雷器監(jiān)測(cè)就無(wú)法進(jìn)行。為此，現(xiàn)階段我們主要采用的是帶電測(cè)試，通常測(cè)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(yīng)情況來(lái)評(píng)價(jià)避雷器屬于受潮、污染還是設(shè)備老化，而測(cè)試過(guò)程出現(xiàn)的設(shè)備功率增加，溫度升高，主要反應(yīng)氧化鋅避雷器的劣化程度。所有導(dǎo)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(duì)氧化鋅避雷器而言，干擾因素的存在會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)誤差，無(wú)法反應(yīng)避雷器的真實(shí)狀態(tài)，例如避雷器的閥片劣化、內(nèi)部受潮等，都會(huì)因?yàn)楦蓴_因素而無(wú)法精準(zhǔn)檢測(cè)，因此，我們必須必須設(shè)法消除氧化鋅避雷器帶電測(cè)試中的干擾問(wèn)題，提升測(cè)試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

2試驗(yàn)過(guò)程中的干擾分析

（一）避雷器兩端電壓中諧波含量的影響因?yàn)镸OA是接在母線(xiàn)上的，運(yùn)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(cè)量值。諧波狀況不同，可能使測(cè)得的結(jié)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(yán)重的情況下測(cè)量應(yīng)以阻性電流基波分量為準(zhǔn)。（二）避雷器相間的干擾高壓場(chǎng)地的避雷器通常是三相一字排開(kāi)的，由于不同相之間會(huì)存在雜散電容，因此對(duì)MOA進(jìn)行帶電測(cè)試時(shí)，會(huì)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(huì)往B相方向偏移，一般偏移角度2°～4°左右。根據(jù)投影法可得，A相阻性電流增加，C相變小甚至為負(fù)。我們班組所使用的儀器是可以進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?，其原理是假定B對(duì)A、C相的影響是對(duì)稱(chēng)的，測(cè)量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補(bǔ)償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補(bǔ)償-Φ0c=（Φca-120°）/2。這種方法實(shí)際上對(duì)A、C相阻性電流進(jìn)行了平均，也有可能掩蓋問(wèn)題。因此還是建議考核沒(méi)有進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑紨?shù)據(jù)。（三）避雷器外表面污穢的影響MOA外表面的污穢，除了對(duì)閥片柱的電壓分布的影響而使其內(nèi)部泄露電流增加外，表面泄露電流對(duì)測(cè)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(duì)MOA阻性電流的測(cè)試影響也不一樣。（四）溫度和濕度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響由于MOA的閥片在小電流區(qū)域具有負(fù)的溫度系數(shù)，加之內(nèi)部空間較小，散熱條件較差，同時(shí)有功損耗產(chǎn)生的熱量會(huì)使閥片的溫度高于環(huán)境溫度。這些會(huì)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(cè)溫以及局放測(cè)試

3.1紅外測(cè)溫應(yīng)用

避雷器劣化導(dǎo)致阻性電流增加，將引起內(nèi)部溫度升高，通過(guò)紅外測(cè)溫的方式能直觀(guān)地反應(yīng)避雷器的劣化情況，目前的紅外測(cè)溫能鎖定到設(shè)備的各個(gè)部位，誤差能控制在0.5℃范圍內(nèi)。通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)溫，同個(gè)站點(diǎn)運(yùn)行正常的避雷器三相對(duì)比，各位置的溫度基本一致。

3.2局部放電測(cè)試應(yīng)用

當(dāng)避雷器內(nèi)部出現(xiàn)劣化，或者某個(gè)部位接觸不良時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生懸浮電位，電位隨外電場(chǎng)整體電壓而變化，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。借助避雷器局部放電測(cè)試儀進(jìn)行三相同時(shí)檢測(cè)，觀(guān)察其相位與幅值，若三相同時(shí)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(nèi)部可能存在放電現(xiàn)象。由于局放測(cè)試儀對(duì)空間電磁場(chǎng)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(dǎo)體的干擾，主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：首先帶電導(dǎo)體本身的大小，因?yàn)閷?dǎo)體的大小會(huì)直接影響避雷器受干擾的面積和電流負(fù)荷，帶電導(dǎo)體自身尺寸的大小。帶電導(dǎo)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(dǎo)體與避雷器之前的距離，距離遠(yuǎn)近也是導(dǎo)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(guān)系，主要用電容公式：C=ε*S/4πkd來(lái)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算，可以得到干擾電容的數(shù)據(jù)，幫助技術(shù)人員調(diào)整避雷器的工作環(huán)境，并減少電容帶來(lái)的干擾;還有就是考慮帶電導(dǎo)體的電壓等級(jí)。從帶電導(dǎo)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(shù)據(jù)。實(shí)際上，帶電導(dǎo)體和避雷器之間是會(huì)互相影響的，彼此的電容相互干擾，導(dǎo)致帶電導(dǎo)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(huán)境，例如空氣的濕度、溫度，以及環(huán)境的污染程度都會(huì)影響其運(yùn)行，成為干擾因素，例如污染問(wèn)題也是技術(shù)人員經(jīng)常遇到的，由于設(shè)備暴露在外的部分受到粉塵或者其他污染的影響，以及內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的殘?jiān)?，或者受潮?dǎo)致的銹蝕，都會(huì)成為干擾壁壘去運(yùn)行的問(wèn)題。在實(shí)踐中，測(cè)試人員要考慮到全面的干擾因素，不管是內(nèi)部還是外部，還是設(shè)備本身的問(wèn)題，認(rèn)真研究解決干擾的方式方法，減少避雷器運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備干擾。

結(jié)語(yǔ)

文章首先闡述了現(xiàn)有避雷器帶電測(cè)試方法（阻性電流基波法）可能導(dǎo)致誤差各種問(wèn)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(cè)試技術(shù)，結(jié)合紅外測(cè)溫以及局放測(cè)量技術(shù)進(jìn)行多維度診斷分析，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，提高了避雷器帶電測(cè)試的抗干擾性，減少了避雷器停電試驗(yàn)診斷的次數(shù)。

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