摘要：本文结合作者工作经验，文章阐述了在对氧化锌避雷器进行测试的工作中所出现的问题，并对其进行讨论。
关键词：氧化锌避雷器；带电测试；方法分析
氧化锌避雷器具有无间隙、无续流及良好的非线性特性等优势，因而逐步取代了老式的阀式避雷器，在电力系统中得到广泛应用。但氧化锌避雷器阀片老化以及经受热和冲击破坏会引起故障，严重时可能会导致爆炸，避雷器击穿还会导致变电站母线短路，影响系统安全运行。因此，必须对运行中的氧化锌避雷器进行严格有效的检测和定期预防性试验，开展氧化锌避雷器在线监测。由于氧化锌避雷器预试（特别是主变三侧避雷器）必须停运主设备，会影响设备的运行可靠性，而且有时受运行方式的限制无法停运主设备，导致避雷器不能按时预试。因此，氧化锌避雷器的带电测试与在线监测显得尤为重要。
1 金属氧化锌避雷器设计及工作原理
金属氧化锌避雷器是由氧化锌阀片叠装而成的，完全取消了间隙，解决了传统避雷器的间隙放电时限和放电稳定性所引起的各种问题，由于具有良好的非线性特性，当有各种过电压施加在避雷器需保护的设备附近时，避雷器将较高电压通过阀片泄入大地，将过电压控制在设备所能承受的电压范围内，从而能有效地保护电力设备免遭过电压的侵害。
2 避雷器运行状况
当前，对避雷器的状态监测的有效手段之一是在线检测，在线检测目前普遍采用的方法是测量避雷器的全电流，具体是在110kV等级及以上的避雷器的下端接地回路上安装泄漏电流监视仪，通过定时人工巡视来监视泄漏电流的大小与变化趋势或将数据远传到检测中心进行统一分析，通过记录全电流读数来判断避雷器的老化和绝缘损坏程度。然而这些测量方法所得到的全电流中包含了避雷器表面的泄漏电流、内部的泄漏电流以及本体电容电流等的总和，它不能有效反映避雷器内部绝缘的真实运行情况，目前在线监测获取数据的片面性以及较高的购置、安装和维护成本，决定了它无法全面透彻的反应避雷器的运行状况。在这种情况下，进行避雷器带电测试工作就显得十分必要，通过测量避雷器的全电流中阻性电流和边相的阻性电流，可以清晰准确的分析出避雷器的运行状况，为状态检修工作提供最直观的数据以供判断。
目前我辖区共有20多所变电站，每年在雷雨来临之前，应将110kV、35kV及10kV避雷器全部进行测试，以前对避雷器传统的检修方式为停电检修，工作量大，停电面积大，有的设备无法停电就造成了避雷器漏试，有相当一部分的避雷器仍是性能良好的，一拆一装，增加了作业人员的工作量，同时造成了人力及物力不必要的浪费。
3 氧化锌避雷器在运行电压下现场带电测试的分析
3.1 传统定期试验的缺陷
《电力设备预防性试验规程》（DL/T596—1996）规定，对投入电力系统运行的MOA，每年雷雨季节前应进行的主要预防性试验有测量绝缘电阻、直流lmA下的电压UlmA、下的电流I75%UlmA和运行电压下的阻性电流IRIP。但是，此试验方式存在以下两方面缺陷：
3.1.1 生产用主电力设备并不需要每年停电检修，因其所带氧化锌避雷器停电试验，引起主设备停止运行，会造成主设备可用率降低，特别是在单母线接线方式下运行的设备。这种停电具有很大的盲目性，造成了不必要的停电，影响了电力生产设备的正常运行。并且使测量“运行电压下的交流泄漏电流”这一项目没有发挥作用。
3.1.2 停电时，测量氧化锌避雷器的交流泄漏电流，需要通过试验变压器加压才能做到。但是，有资料研究表明，由于试验电源含有较大的谐波分量及试验变压器的励磁特性的影响，使其试验数据与运行电压下的数据有很大的差别。
3.2 现场带电测试的重要性
随着科学技术水平的高速发展和高压电气测试水平的不断提高，对氧化锌避雷器更多项目的测试（例如泄漏电流的阻性电流、容性电流有效值，阻性电流、容性电流分量峰值，泄漏电流谐波分量、谐波分量功率损耗值等）更能准确、快速地反映避雷器的运行状况。
该组避雷器于2010年11月3日投产，但在隔年的带电测试中发现其C相的阻性电流超过0.3mA，而且增长速度非常快。在采取停电检查之后，发现C相避雷器已受潮。
如果等到预试周期到期进行停电试验， C相避雷器的故障就不能及时地被发现，在试验之前设备事故可能就会发生了。
4 MOA的带电测试方法分析
氧化锌避雷器的测量试验主要有绝缘电阻、直流1mA下电压以及75%该电压下泄漏电流的测量、运行电压下交流泄漏电流和阻性分量的测量（无功分量和有功分量）这3项，其中前2项测量是必须在停电的情况下进行的，而第3项则是带电测量。
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4.1二次法。
这是目前精确度最高的测试方法，其方法是利用PT二次电压做为参考对阻性电流进行测量。把试验设备的电流回路并联于MOA计数器的两端，就可以得到MOA的泄漏电流。再把试验设备的电压回路并接于母线PT二次电压端子，能得到母线电压相位。最后再经过傅里叶变换，便可获得基波以及各种谐波的阻性电流值、总泄漏电流值、总阻性电流值等各种数据。
4.2感应板法。
其测量精度稍低于二次法，但操作较为安全、方便、快速。其方法是以电场强度做参考，在B相MOA底座安装一个感应板来提供母线电压的相位信息，从而分解阻性电流。
4.3谐波分析法。
这种方法主要是对氧化锌避雷器的电流信号进行谐波分析，从而对MOA的性能判断提供依据。
5 现场测试提出问题
避雷器带电测试仪可以有效地对氧化锌避雷器进行带电测试并进行综合分析，从而判断出避雷器的劣化及老化程度，但现场测试往往会出线以下三个难题。
5.1 避雷器安装高度
当对变电站出线及线路上安装的避雷器进行带电测试时，需将试验线接在避雷器下端及计数器上端，因避雷器安装位置较高，必须用梯子将人送至避雷器下端进行接线，增加测试时间，降低了工作效率，而且同时增加了人身安全隐患。
5.2 新型35kV复合氧化锌避雷器
在对35kV新型复合式氧化锌避雷器进行测试时，由于其底座与上端带电部分距离约0.55m，而《电力安全工作规程》中规定，工作人员工作中正常活动范围与周围带电距离35kV时为0.60m就必须停电，失去带电测试意义。
5.3 试验接线安全问题
进行带电测试时，需将测试引线接在避雷器底座与计数器之间，测试引线需手工去接，如果计数器内部引线断路，避雷器底座将产生悬浮电压，如不注意，也极易造成对测试人员的伤害。
因此必须研制一种新型号试验仪器，在使用过程中不引入新的危险点，不引入新的故障点，安全可靠，较大地提高了工作效率。
状态检修作为一种先进的手段，必须要有带电测试和在线监测作为技术依托，避雷器带电检测的方式，对提高供电的可靠性有着重要意义。减少不必要的停电，提高售电量，也能产生一定的经济效益。减少停电次数，降低了因为停电对用户生产、生活造成的负面影响，有利于更好树立电力系统的优良形象。
6 提高带电测试精度的新措施
6.1对法兰及引下线进行屏蔽
如果屏蔽措施做的好，那么上述的第一个影响因素就可以得到很好的控制。GIS避雷器的带电测试结果之所以比较稳定而且没有相间差别就是因为它的金属外壳发挥了重要的屏蔽作用。因此在氧化锌避雷器的制造过程中，在不影响外绝缘的条件下适当的增加一个结构紧固的法兰屏蔽层（注意结构一定要紧固，以防在运行中放电和振动）便可达到停电测试时所采取的屏蔽效果。这样不仅可以消除周围强电场的经典耦合作用，还可以消除表面污秽和气候条件的影响，对带电测试和在线监测都是很有益处的。
6.2 增加伏安特性测试
在氧化锌避雷器的型式试验中增加伏安特性测试获得所用避雷器型号的伏安特性曲线，然后根据被测MOA的伏安特性对不同运行电压下测得的数据进行插值等效直至同一电压，这样所得的测试数据的可用性就大大增加了。其中伏安特性的测试主要包括系统持续运行电压、额定运行电压和交流参考电压等重要点下的全电流及阻性电流等。
7 结束语
对氧化锌避雷器带电测试时，采用二次电压法、引入角度校正，能有效的对氧化锌避雷器运行状况提供准确的依据，特别是IR/IX接近标准的临界状态时，能确定该氧化锌避雷器是否可以继续使用，避免对氧化锌避雷器状况的误判断。用上述方法进行氧化锌避雷器带电测试时，所需要携带的设备繁多，若能将设备进行简化，则更具有现场使用价值。
参考文献
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论文作者:胡金楹,李敏,李文英,李文杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/8
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