摘要：目前氧化锌避雷器是雷电过电压的保护装置，当其处在非常复杂的高电压和电场干扰情况之下，其正常的运行工作实时的在线监测受到了外部电网各种各样的干扰，这也是因为电网系统最复杂的系统之一。这给监测装置的硬件设计以及监测方法的选取造成了很多不必要的困扰。在线监测的干扰给监测结果造成了许多测量误差，导致测量结果的不准确性。这样会让在监测中产生错误的判断，针对这一现象对这方面采取了抗干扰和补偿方面的研究。
关键词：监测；干扰；电网；补偿
1 谐波干扰
1.1 在基波电压下所产生的谐波电流和谐波电压对于阀片所造成的谐波电流混合起来，两者之间没法做出分离，实际上受基波电压影响所出现的谐波电流才是正确表明阀片老化潮湿的实际情况，受到谐波电压影响而产生的三次阻性谐波电流导致测量出现不准确，从而影响最后的判断结果。
1.2 泄漏的容性谐波电流也会因为谐波电压的作用而产生，这样会造成总泄露电流的谐波电流跟阻性电流的谐波分量不相吻合，因其总的谐波分量里面还包括其作用产生的容性谐波分量，其中容性谐波电流占的比例较之阻性谐波电流反而更大，进而给监测结果带来较大的偏差。
多元补偿法在现阶段能够非常有效的消除谐波干扰，能够有效准确的提取出阻性电流，为了保存阻性电流分量，通常会应用软件补偿的方式来对总泄露电流中的容性各次谐波电流分量进行有效的补偿。多元补偿法采取的是用中断信号，而系统的泄漏电流采样由电流监测器采用的中断信号决定。PC机所生成补偿信号和容性电流的各次谐波分量的补偿信号具有相同相位，再用计算机的软件算法来求出各次的补偿系数，通过补偿信号乘以最后求出的补偿系数，以及线路中的总泄漏电流通过差分运算的方法求出能够被消除容性谐波分量，进而得到阻性电流，对电网谐波干扰起到抑制的效果。
2 氧化锌避雷器在线检测的方法
避雷器在线检测分为离线检测和在线检测。采用离线检测法需将避雷器停用后再进行检测，会影响电力系统的正常供电。而采用在线检测不需要停用避雷器，即不影响电网系统的安全可靠运行。目前，氧化锌避雷器的在线检测方法许多，如总泄漏电流法、基波法、高次谐波分析法和补偿法等。下面就对氧化锌避雷器在线检测的几种常见方法进行介绍。
2.1总泄漏电流法
总泄漏电流法中假设流过氧化锌避雷器的容性电流分量基本保持不变，通过检测总的泄漏电流变化情况来反映阻性电流分量的变化情况，从而得出氧化锌避雷器是否处于正常工作的状态。现总泄漏电流法主要是采用测量接地引线上通过的泄漏全电流的方法来进行检测，如图3所示。
总泄漏电流法原理简单、容易实现，但不能及时反映避雷器早期的老化问题。当避雷器因受潮而发生故障时，阻性电流分量就会发生较大的变化，从而可以通过测量总电流的发生变化来发现故障。当总泄漏电流增大为两倍以上时，总泄露电流法可以有效地发现氧化锌避雷器在运行中的受潮和劣化情况。
2.2基次谐波法
基次谐波法利用氧化锌阀片在正弦波电压的作用下，它的阻性电流中只有基波电流产生功耗，阻性基波电流是一个定值，与谐波电压无关。在总泄漏电流的基础上经过滤波或者是对总泄漏电流进行数字谐波分析，提取出基波分量后对基波进行分解，然后根据阻性电流分量在基波中所占的比例变化来判断氧化锌避雷器的工作状态，基次谐波法测量的原理如图4所示。
在使用基次谐波法检测阻性电流分量时，不需要电网的电压信号，只需要在避雷器的接地线上直接接一个电流互感器就可以测得流过氧化锌避雷器的泄漏电流。基次谐波法的检测原理较为简单，具有一定的精确性。但此方法只能反映阻性电流基波成分的变化情况，对于利用高次谐波能够更反映避雷器的运行状态是无法完成的。
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2.3高次谐波分析法
氧化锌阀片的绝缘性能下降是其出现故障的主要原因。产生这种现象主要有两种原因，一是氧化锌避雷器阀片老化使其非线性伏安特性变差，使得阻性电流分量中的高次谐波电流增大很多，而阻性电流分量的基波分量则不发生明显的变化；二是因为氧化锌避雷器受潮，其表现出的状况正好与老化引起的状况相反，其基波分量会发生明显的变化，而高次谐波分量则不发生明显的变化。因此，使用高次谐波法分析泄漏电流的阻性电流分量能够更准确的分析出氧化锌避雷器的运行状态，能够更好的保证氧化锌避雷器安全稳定的运行。
使用高次谐波分析法过程繁琐，虽然可以得出泄漏电流的各次阻性和容性电流谐波分量，但是在总的泄漏电流中容性电流分量是基本维持不变的，真正反映氧化锌避雷器运行状态的是阻性电流分量。因此，如果能够将总泄漏电流中的容性电流分量过滤掉，那么这个检测过程将会十分简单。
2.4补偿法
流过氧化锌避雷器的泄漏电流中容性电流分量占很大比例，而阻性电流分量很小。但是，在用基波法和高次谐波分析法检测的时候主要是检测阻性电流分量的变化情况从而确定氧化锌避雷器的工作状况，这就使得基波法和高次谐波分析法在检测的过程中的准确性受到了影响。
补偿法正是基于这样的考虑，利用容性电流分量和系统的电压相角关系将容性电流分量在总泄漏电流中滤去，从而获得单一的阻性电流分量，使得检测的准确性大大提高。图5为应用补偿法检测流过氧化锌避雷器泄露电流的原理图。
补偿法在一般情况下能够准确的反映氧化锌避雷器的运行状态，但是也存在着不足，这是因为三相MOA相距很近，其间存在着很大的杂散电容，会影响测量的结果，而补偿法还不能够消除相间耦合电容电流和系统高次谐波的影响，使得三相阻性电流出现不平衡。
3 电压的波动干扰
由于电网中的非线性和不平衡性，会导致其负载在生产过程中，使其有功和无功功率出现随机或周期性的大幅波动，波动的压降则是由于其流过供电线路阻抗时产生的，进而使得别的用户以相同的频率出现波动在相同的电网中。一旦电网中产生波动压降，就很难保证电流监测装置实现同步，使谐波分析法测得的基波电流分量出现较大偏差。
由于电网波动产生的非同步式采样能够在硬件上使用数字锁相器方法让采样频率和信号频率的改变一致。但是该方法的硬件电路设计十分复杂，很难广泛推广应用，而选用软件抵制波动的方法相比之硬件实现起来更加简单与方便，国内与国际对于这种软件修正的算法在很多方面进行了研究与探讨。
4 基于温度的影响
避雷器的温度升高会让ZnO阀片的伏安特性曲线相对下移，与之正常电压下的泄露电流相比会明显增大，可以看出温度的变化会干扰泄漏电流测量的准确性，使其误差增大。当温度呈现周期性变化时，其全电流与阻性电流也跟着其变化而变化。
其泄漏电流的上升趋势同过去同期的泄漏电流的数据采用横向对比是消除温度干扰的重要方法，假如数据跟过去同期相比，其泄漏电流明显较之前的要高，可推测这是由于有老化受潮等故障的存在。在此同时还需要去查看泄漏电流上升的整体趋势，假如这种趋势是持续增加的，那么对于温度的干扰就可以排除，假如不是则认为是由于温度的干扰导致的。
5 总结
通过对监测过程中可能出现的干扰源进行了分析，针对每种干扰源都提出了相对应的处理方法与对策。这将有利于减小氧化锌避雷器在线监测数据误差，提高系统的可靠性与可行性。
参考文献：
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论文作者:武兆亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
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