氧化锌避雷器的阻性电流带电测量研究

氧化锌避雷器的阻性电流带电测量研究

张军 1陈建方 2薛为浩 1刘辉 1吴鹏 1 

1 国网安徽省电力有限公司当涂县供电公司  243100； 2国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司  243000

摘要：在电网不断发展过程中，以及用户在电力稳定性方面要求不断提高的背景下，需要对电网效益、环境以及安全等方面进行充分考虑，对设备运行稳定性研究进行强化。而电力系统安全保护中，氧化锌避雷器具有重要地位，需要对其带电测试加以重视。对此，本文介绍了带点测量理论依据、分析了阻性电流现场测量干扰因素，并提出几点提高测量数据准确性建议。

关键词：氧化锌避雷针；阻性电流；带电测量

前言：在用电设备与电力保护系统中，主要通过避雷器避免雷电灾害。而在所有避雷器中，非线性特性最为优越的氧化锌避雷器，所以在电力系统中的应用较为广泛。氧化锌电阻片是电力设备过电压主要保护元件，需要在过电压冲击环境中具有良好耐受性，避免频繁发生故障问题，因此运行过程中需要对避雷器性能进行有效监测。在状态检修中，氧化锌避雷器的优势非常突出，防治在预试活动中试验周期存在间隔较长等问题^[1]。

1 氧化锌避雷器带点测量理论依据

首先，带电测量重要性。避雷器工作过程中因为阀片受潮以及老化等问题，极易引发故障，无法为主设备提供有力保护，若是故障严重还会造成爆炸，对系统运行安全性造成较大影响，同时在运行方式影响下，还会造成主设备停运问题，造成避雷器无法按时预试。因此，针对避雷器展开带电测量工作具有重要意义。

其次，带电测量目的。借助带电测量工作，可以对避雷器中总泄露电流和阻性电流之间的关系进行确定，就是阻性电流的风量，进而对避雷器老化情况与受潮情况进行判断。因为避雷器阀片在内部受潮、冲击破坏、受热以及阀片老化情况下，会使其有损功耗问题更加严重，就是电流分量会显著增加，进而在避雷器中形成热量，导致阀片老化问题加剧，形成恶性循环，对避雷器稳定性产生严重影响。借助带电测量活动中，能够保证存在问题的避雷器被及时发现，进而有效保证电力系统稳定性。

最后，带电测量影响因素分析。带电测量影响因素较多，比如表面污秽、测量方法以及间隔相间干扰等。表面污秽问题可以通过现场清洁避雷器表面得到有效处理，在设计测量中测量方法以及相间干扰是主要影响因素，相关人员开展工作时需要加以注意^[2]。

2阻性电流现场测量干扰分析

通过现场试验结果发现，在35kV场地中，对于同类氧化性避雷器，构成三相同时以“一字”状态排列情况下，通过阻性电流测试设备开展电流测试工作。三相阻性电流通常具有较大相差，还会发生负值问题，A＞B＞C为其基本规律，出现此种误差的原因在于：第一，因为该方法需要通过PT二次进行电压信号获取，但是PT本身具有相移，一般仪器选择典型90°补偿法，当PT电信号有相移情况下，无法展开有效补偿，降低测量值可信度。

第二，因为现场不同电气设备电磁场会出现相互影响的问题，导致不同电气设备的杂散电容增加，避雷器在受到自身电压作用的同时，在杂散电容影响下海水受到其他电源作用。

在“一字”三相避雷针中，选择A相进行分析，Ia=Icba+Ica，其中，Icba是指B相的杂散电流向A相所流入的电流，Ica是A相电容电流。与Ica相比，Icba存在滞后现象，Ia相位滞后于单独工作状态下θ角。若是没有杂散电流作用，则总电流是Ix，在仪器补偿到Ic=GO-esφ情况下，输出电流IR=Ix-Ic，就是真实数值。若是A相中Ub产生杂散电流并对Icba产生影响情况下，则相比于Ic，Icθ=Icba+Ic落后1个角度。值可以根据Ic=GO-esφ对测量回路展开补偿，输出电流IRθ=Ixθ-Icθ是测量值，大于真实值IR，进而形成测量误差。另外，C相电压耦合也会对A相避雷器造成影响，最终增加测量值^[3]。

表1 35kV氧化锌避雷器带电检测情况

通过上表能够发现，对于同一批避雷器，阻性电流具有较大分量差异，同中相测量结果居中，边相偏大或是偏小。该组数据对于测试数据中相间耦合的硬性进行了验证，无法直接借助所测数据对避雷器质量情况进行判定。试验表明，通常布置避雷器过程中，边相避雷器的电压相位和外施电压相位存在3°的相移角。严重影响阻性电流测量准确性。

3 强化测量结果准确性建议

在氧化锌避雷器中，阻性电流属于关键参数，若是避雷器老化劣以及进水受潮并不会使容性电流明显增加，而阻性电流会明显增加。因为泄露电流的测量工作极易受到相间干扰以及磁场干扰等方面影响，导致阻性电流出现变化，使得测量数据误差增加，对阻性电流判断造成一定困难。然而通过分析能够对阻性电流的变化特点进行确定，进而借助该变化特点对避雷器性能进行分析。

首先，电场干扰和避雷器空间布置以及电压等级等方面存在一定关联，可以发现其存在一定规律。对于特定位置避雷器，完成安装施工之后，其干扰也较为固定，一般干扰量不会发生变化。环境因素影响也具有一定规律，呈周期性变化特点，在必要情况下可以参照相关资料展开修正。分析过程中，可以针对避雷器泄露电流展开纵向比较，确定历次的变化规律。对于三相间检测结果偏差较大难以展开横向比较，则可以通过和同区域其他相同类型避雷器展开比较，进而对避雷器性能展开比较。

其次，不论是附近带电设备干扰，还是相间干扰，干扰影响的部分较小，所以在阻性电流增加，同时大于30%容性电流情况下，应该提高重视程度^[4]。

最后，为了控制测量工作中，母线电压的瞬时波动影响，此过程中可以比较两侧测量结果，若是两侧测量结果并没有出现较大差异，这可以不考虑母线电压不稳定的影响。

结语：综上所述，对于氧化性避雷器而言，因为一些因素干扰，使得其变化情况比较复杂，无法进行准确测量。应该对各个方面因素进行充分考虑，展开综合分析。需要对相间干扰进行充分分析，并科学比较阻性电流和容性电流变化特点，对其变化量展开分析，以不断提高数据准确性。

参考文献：

[1] 王湛鈞. 一起110kV氧化锌避雷器泄露电流超标的原因分析[J]. 通信电源技术, 2018, 35(08):269-270,272.

[2]史志强, 邓维, 罗日成,等. 500 kV氧化锌避雷器阀片老化缺陷试验分析[J]. 高压电器, 2019, 363(06):237-242+247.

[3]程昕, 熊瑶. 一起带电检测技术应用于判断氧化锌避雷器受潮故障的成功案例[J]. 中国高新区, 2018(11):125-125.

[4]解延毅,许海涛,张琼华,金海俊,王允光.浅谈氧化锌避雷器带电测量原理[J].中国新通信,2020,22(12):137-138.