董玉玺 王云龙 曾力
（广东电网有限责任公司惠州供电局 516001）
摘要：避雷器能够对电网系统起到过电压保护以及过流截止的功能，对于避雷器的检测，除常规停电检测及维护外，还包括带电测试、在线监测等。对避雷器带电测试过程中存在的安全隐患及接线问题进行了分
析，并针对存在的问题提出了一种改进型接线方式，试验证明该方法能够解决避雷器带电测试中的安全隐患，提高测试效率。
关键词：避雷器；带电测试；改进方案；对比
金属氧化物避雷器（MOA）运行电压下全电流及阻性电流测试（现场带电测试）是金属氧化物避雷器的重要试验项目。当MOA受潮、劣化时，其阻性电流会有明显增长，并且增加的趋势会越来越快。MOA带电测试还
具有能够反映设备的实际运行情况，且无需设备停运的优点。有效开展MOA带电测试，并根据测试数据进行正确的判断，对判断避雷器性能的优劣，把握设备健康状态，提高设备运行质量的具有重要意义。
1.现状分析
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70多座变电站，每年在雷雨来临之前，应将110kV、220kV及500kV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。
2.避雷器带电测试原理分析
避雷器带电测试的关键是从总电流中分离出占比较小的阻性电流，从而确定其电流泄漏量以及相应的阻性分量。在实际工作中，常用的带电测试方法包括PT二次电压法、感应板法、检修电源参考电压法、容性设备末屏电流法
等几种方法。
2.1 PT二次电压法
PT二次电压法是将传递到低压侧的二次信号作为同步参考，PT二次电压：用待测MOA同相的PT二次电压，可以提供最好的精度。该方法的优点在于可以忽略PT自身的误差，而且三相电压具有很好的对称性，采用一
相PT参考来测量剩余两相的MOA具有很大可行性；其缺点在于，该方法操作时，待测避雷器与PT相距较远，从而导致较长的试验线造成模拟信号的衰减，同时也会带来操作上的不变；此外还存在误碰二次接线导致设备短接的重
大事故隐患。
2.2感应板法
感应板放置于MOA底座之上，可与其他高压导体部分形成两级电容，以板间电流作为参考对MOA总电流分解后，可以求得相应的阻性电流分量。该方法的优点在于操作时不存在安全隐患，可以采集多点的信号，例
如避雷器某相位置或者其他容性设备下方等；不足之处在于，该方法对于放置环境有较为严苛的要求，参考电流的获得较为繁琐，易受主观因素影响，可靠性较PT法低。
2.3检修电源参考电压法
采用检修电源参考电压法对阻性电流进行测量时，只需对避雷器计数器中经过的电流以及检修电源箱内电压进行测试，即可得出阻性电流，而避免了二次参考电压由于误接或误碰带来的风险。该种方法的优点在
于无安全隐患，参考信号的采集点为固定点，主观因素影响较小；主要不足之处在于对于不同位置的信号采集点，存在信号传输过程中的衰减问题，容易导致实测误差，测量精度来看，较PT二次电压法差。
3.避雷器带电测方法
近年来，公司就开展状态检修测试工作，利用避雷器带电测试仪对避雷器进行带电测试，在一定程度上取得了比较良好的效果，并且有效地提高了工作效率，但在对测试人员安全上提出一定的问题，根据几年的
测试工作，对氧化锌避雷器的测试方法进行如下探讨。
3.1带电测试全电流
全电流测试方法是（图1所示）：将毫安表并联在放电计数器（JS）上即可进行测量，因为JS内的阀片电阻约为１～２kΩ，毫安表的内阻仅为十几欧姆，所以流过毫安表的电流基本上为流过避雷器的全电流。从
原理上讲，放电计数器分流造成的误差不大于３％。测量时，也可用经桥式整流器连接的直流毫安表。当相同电压等级和规格的避雷器相互对比，电流增大到２～３倍时，往往认为已达到危险界限。现场测量表明，这一标准
可以有效地检测氧化锌避雷器在运行中的劣化。
图1 全电流测试一
鉴于这种实际用途，目前制造厂家采用图2所示的原理接线，即在计数器前边串一只全电流毫安表，在运行电压下测量全电流值，根据此电流值大小，判断MOA的运行状态，实现了避雷器全电流实时监测。巡视人
员通过全电流指示大小和三相对比，可以很方便判断设备是否有缺陷。
图2 全电流测试二
3.2带电测试阻性电流
检测流经氧化锌避雷器的阻性电流分量或由此产生的功耗能发现MOA早期老化。通常，可采用MOA带电测试仪测量阻性电流。我国第一代MOA带电测试阻性电流引进日本技术，电流信号Ｉ通过TA（电流互感器）在避
雷器的接地端取得，电压信号U通过TV（电压互感器）在二次侧取得，如图3所示。
图3 采用第一代MOA带电测试仪测量阻性电流
现场测试研究表明，当三个同类MOA组成三相而呈一字形排列时，该方法读出的三相各自的IR及Ｐ往往相差很大，通常边相数据不准，两边相中一相较真实值偏大，另一相较真实值偏小。归咎原因是由于三相相间耦合电容造成
的。受此影响，使得边相MOA上沿高度方向各处的电位已不同相，即并不都与外施电压的相位保持相同，给正确测量带来严重误差。
3.3 MOA运行电压下阻性电流基波分量测试方法
由图1（b）可以画出MOA在小电流区域范围的向量图，如图4所示。
MOA阻性电流测试方法有谐波法、补偿法和投影法（也称基波法）等。目前，测量MOA阻性电流比较精确的方法是投影法。投影法的测量原理为：同步地采集MOA的电压和总电流信号，将电压电流信号分别进行快速傅里叶变换（
FFT），得到基波电流和基波电压的幅值及相角，再将基波电流投影到基波电压上就可以得出基波电流。对于运行电压下阻性电流测试，一般选择电压互感器的电压作为参考相位。计算电流在MOA两端电压上的投影，即可求得
电流的阻性分量。
图4 MOA在小电流区
的向量图
结论
本文针对采用PT二次电压法对避雷器进行带电测试的接线方式存在的问题进行了分析，对原有接线方式存在的费时费力，安全系数低的情况进行剖析，并针对性提出了相应的接线方式的改进，利用研制的避雷器
带电测试取PT信号的保护装置提取二次电压信号，使得取信号更加安全，其可靠性和方便性在试验中得到了证明，可以再今后的带电测试工作中广泛应用。
参考文献：
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［2］袁海燕，庄燕飞，任庆帅，等．改进的特高压金属氧化物避雷器带电测试方法［J］．电瓷避雷器，2011（6）：76－80．
［3］吴思源．避雷器带电测试实用方法及检修策略的研究［D］．北京：华北电力大学，2014．
基金项目：
广东电网有限责任公司惠州供电局项目：研制避雷器带电测试取PT二次信号的保护装置（项目编码：031300KK52180069）
论文作者:董玉玺,王云龙,曾力
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
标签：避雷器论文; 电流论文; 电压论文; 测试论文; 基波论文; 方法论文; 测量论文; 《河南电力》2018年7期论文;