摘要：近年来，金属氧化物避雷器（下文简称MOA）以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器，成为电力系统的新一代过电压保护设备。由于MOA没有放电间隙，因此氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。如果MOA在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致MOA热崩溃而发生设备事故。所以监测运行中MOA的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。《电气设备预防性试验规程》对运行中的MOA定期试验作出了规定，通过定期检测避雷器的全电流和阻性电流，可对避雷器的运行状况作出有效的分析判断，对及早发现和处理隐患赢得时间，达到确保电网安全运行的目的。由于常规的MOA预试必须停运主设备，而且有时无法停电，导致避雷器不能按时进行预试，因此开展MOA的带电测试就显得尤为重要。
关键词：金属氧化物；避雷器；带电测试；准确性；分析
1导言
60年代开始研制氧化锌（ZnO）电阻片（现统称金属氧化物电阻片，简称MOR）。MOR具有十分优良的U一I特性，在电网运行电压下通流极小，为0.1一ZmA。70年代用MOR叠制成无间隙金属氧化物避雷器（简称WGMO，在交流电力系统中得到迅速扩大应用。国内外运行经验表明，WGMOA的损坏主要是电网运行电压所致，尤其是中性点非有效接地的电力系统。80年代一些国家（美、英、法、日、意等）又开始发展带串联间隙金属氧化物避雷器（简称GMOA）。GMOA与普通阀式碳化硅避雷器带的串联间隙作用是不相同的。因此在不问之中，主要是针对了提高金属氧化物避雷器带电测试准确性进行了全面的分析，并且也是在这个基础上提出了下文中的一些内容，希望能够给予在相同行业中进行工作的人员提供出相应的参考。
2 MOA带电测试原理及诊断依据
在MOA带电测试中，采用的仪器是山东某公司的AI-6103氧化锌避雷器泄漏电流分析仪，该仪器提供的测试方法有：二次法、感应板法、谐波法以及电流法；其中，二次法利用PT二次电压作为参考信号，该信号由PT的二次端子经电压隔离器取得，即使主机侧发生故障也不会影响现场设备的正常运行，具有较高的安全性；同时二次法利用角度补偿来降低相间干扰，与其他测试方法相比，其精度最高，因而在现场测试中，二次法是最常用的。
3金属氧化物避雷器运行中的常见缺陷
由于高压系统中的MOA取消了串联间隙，非线性电阻片要长期承受系统运行电压，并有持续性的电流流过。阀片因电流中有功分量而发热，同时还要承担各种过电压的作用，并将过电压能量吸收到自身上来，长期作用后必然会阀片，并引起MOA伏安特性变化，甚至热崩溃而损坏。MOA生产时内部受潮导致绝缘性能不良，会使阻性电流显著增加，功耗加剧，导致电阻片加速劣化。MOA外绝缘受到污染导致电位分布不均，引起局部电阻片老化，严重时，可使内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差而发生径向放电现象，并损坏电阻片。MOA结构不良、密封不严或密封部件失效，使内部构件受潮，泄漏电流和阻性电流分量急剧增加，导致阀片温度上升而发生热崩溃，甚至引起爆炸事故。
4 MOA带电测试误差原因分析及解决措施
当工频电压作用于MOA时，MOA相当于一台有损耗的电容器，其中容性电流的大小仅对电压分布有意义，但不影响发热；而阻性电流则是造成MOA电阻片发热的主要原因。良好的MOA虽然在运行中长期承受工频运行电压，但因其流过的泄漏电流通常远小于工频参考电流，引起的热效应极微小，不致引起避雷器性能的改变；而在避雷器内部出现电阻片严重劣化和内壁受潮等异常时，阻性电流将明显增大，并可能导致热稳定破坏而损坏MOA。阻性电流的增大一般经过一段较长的时间，因此通过定期监测MOA的阻性电流，能及时发现MOA内部是否异常。但是在现场测试中，由于外部电磁场干扰，温湿度变化、表面污秽等因素的影响，使得测试到的阻性电流数据存在误差，试验人员难以对MOA性能做出正确地诊断。
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4.1电磁场干扰
一般在常规型的变电站进行MOA带电测试，周围电磁场较为复杂，电磁干扰对测试结果或多或少存在影响。其中，Ix为总泄漏电流有效峰值；Ixp为总泄漏电流峰值；Irp为总阻性电流峰值；Ir1p为阻性电流基波峰值；Ic1p为容性电流一次基波峰值；Φ为基波电流超前基波电压的相位差。根据规程（Q/CSG 1 0007—2004）对测试结果进行诊断，测得的全电流、阻性电流无论与前一次测试数据比较，还是与其他两相的数据比较，都没有明显的变化，根据规程，这三相MOA是合格的。但是诊断参考依据进行判断时，可见所有测试数据都存在干扰，从而无法对MOA进行准确地诊断。仪器中的二次法利用角度补偿来消除运行中三相MOA的相互电磁影响，一定程度上减小了电磁干扰给测试结果带来的误差（测试数据的偏差一般都在可接受范围内）；可是在变电站复杂的电磁环境中，既有母线侧的干扰，又有相邻线路的干扰，采用角度补偿是无法将这些干扰完全消除的。这时我们可以通过其他的测试方法进行校验，如感应板法或谐波法；也可以通过历年的带电测试以及停电预试数据进行综合分析判断，如与历年带电测试的电流、电压、角度对比，若差值较小，则可以判定该MOA是合格的。
4.2温、湿度影响
MOA内部空间较小，散热条件较差，加之有功损耗产生的热量会使电阻片的温度高于环境温度，这些都会使MOA的阻性电流增大；实际运行中的MOA电阻片温度变化范围是比较大的，因此阻性电流的变化范围也很大。另外MOA在湿度比较大的情况下，瓷套的表面泄漏电流增大，尤其是雨雪天气，瓷套电流会成倍增加。总之，在不同温、湿度下，MOA的泄漏电流、阻性电流以及角度Φ将发生变化，从而影响带电测试的准确性。因此对同一台（组）MOA进行跟踪检测，应尽可能选择在相近的季节测试；尽量选择天气晴朗、相对湿度小等均合适的条件下测量，这样历年得到的测试数据才有比较的意义。
4.3 MOA表面污秽
由于MOA多数运行于户外，其瓷套极易受到环境灰尘的污染，这些表面污秽不仅影响电阻片柱的电压分布而使其内部泄漏电流增加，同时也使外表面泄漏电流明显增大。由于MOA本体的阻性电流较小，因此即使较小的外表面泄漏电流也会给测试结果带来误差。
5结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，MOA带电测试是在运行电压下实现对MOA性能的诊断；其最大特点是能延长传统停电预试的周期，从而提高电网的运行可靠性，因此MOA带电测试越来越被人们广泛采用。但是MOA带电测试受到现场许多因素的制约，如电磁场干扰、温湿度变化以及表面污秽等等，影响带电测试的准确性。因此，结合测试实例分别对这些因素加以分析，并提出相应的解决措施；最后通过测试对比验证，MOA带电测试在采取各种措施后其泄漏电流、阻性电流以及电流电压夹角能更真实地反映MOA的性能，其准确性得到有效地提高。
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论文作者:闫英会,吕心田,刘梦姣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：电流论文; 避雷器论文; 测试论文; 氧化物论文; 电压论文; 电阻论文; 金属论文; 《电力设备》2017年第26期论文;