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氧化锌避雷器阻性电流测量1.避雷器•用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流赋值的一种电器。本术语包含运行安装时对于该电器正常功能所必须的任何外部间隙，而不论其是否作为整体的一个部件•避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间。•避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器（surgedivider）。适用范围及特点原理•交流无间隙金属氧化物避雷器用于保护交流输变电设备的绝缘，免受雷电过电压和操作过电压损害。适用于变压器、输电线路、配电屏、开关柜、电力计量箱、真空开关、并联补偿电容器、旋转电机及半导体器件等过电压保护。•交流无间隙金属氧化物避雷器具有优异的非线性伏·安特性，响应特性好、无续流、通流容量大、残压低、抑制过电压能力强、耐污秽、抗老化、不受海拔约束、结构简单、无间隙、密封严、寿命长等特点。•避雷器在正常系统工作电压下，呈现高电阻状态，仅有微安级电流通过。在过电压大电流作用下它便呈现低电阻，从而限制了避雷器两端的残压避雷器构造氧化锌避雷器氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。氧化锌避雷器（MOA）具有体积小、造价低、保护性能优越、非线性特性好，无续流，流通量大、耐污性能好等优点，广泛应用于电力系统的过电压保护。2.测量避雷器阻性电流的目的•由于MOA有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。正是由于没有间隙，在正常运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用，以及内部受潮或过热等因素的影响，因而会造成阀片非线性电阻特性的劣化。这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加，阻性电流的加大造成发热量的增加，避雷器内部温度的上升，温度的上升又加速阀片的老化，形成恶性循坏，最后导致MOA由于过热而损坏，严重时可能引起避雷器的爆炸，引起大面积停电事故。•一般认为仅占总泄漏电流10%~20%的阻性电流的增加是引起MOA劣化的主要因素，所以从总泄漏电流中准确提取其阻性电流是判断MOA运行状况的关键。3.避雷器电流分析•氧化锌避雷器的泄漏电流可以被分为两部分：容性部分和阻性部分，一般认为阻性电流仅占总泄漏电10%~20%。•如下图2为MOA的等效电路，由非线性电阻R和电容C并联组成。其中Ix为MOA的总泄漏电流，Ir为阻电流性电流，Ic为容性电流。由图2知，MOA的阻性电流与电压同相位，而容性电流超前电压90°，其电压和电流的矢量图如图3所示。。4.测量原理•阻性电流的测量是在避雷器持续运行电压下进行的，可以通过静电电压表测量该值，持续运行电压可以通过避雷器的铭牌得到。•从以上分析可知，在避雷器持续运行电压下要想求得阻性电流Ir，我们只需要测出电压U和总泄漏电流Ix之间的相角差φ以及Ix的有效值，就能根据Ix=Ircosφ计算得出阻性电流Ir的有效值。5测试过程中注意事项•排除不良因素对实验的影响除接线方式、气候条件外，还有电压波动，全电流变化、电磁干扰及对地的杂散电容等，另外，仪器的抗干扰性也会直接影响测量结果6氧化锌避雷器测试仪步骤图所示为仪器的接线图下面来看一下具体接线方式7接线具体步骤•1仪器接地•2打开仪器开关待机状态•3连接电压信号线，电压高压PT二次侧100╱√3绕组，电压测试线绿色接B相绕组的相线黑色接中性线•4连接电流信号线，首先将电流信号线的黑色线夹与被测避雷器的接地线可靠连接，然后将电流信号线黄绿红分别与ABC三相避雷器的放电计数器的上端•5在确认接线无误后开始测量，观察数据后打印8测量结果分析•测量后显示屏出现如下结果•Ux：工频电压有效值，此电压为实测电压；•Ix：全电流有效值；•Φ：基波电流超前基波电压的相位差。•Ir：阻性电流有效值；•Irp：阻性电流峰值。•Ir1p：阻性电流基波峰值。由于Ir1p比较稳定，有确切来源，应以Ir1p为主要的阻性电流判据。•Ir3p：阻性电流三次谐波峰值；•Ir5p：阻性电流五次谐波峰值；•Ir7p：阻性电流七次谐波峰值；•Ic1p：容性电流基波峰值。•P：有功功率；测量结果中三相的相角不能差距太大一般在80到87之间泄漏电流、容性电流不能为0如果出现上述情况检查线路复测9.试验结果的处理一般从下面几个故障中判断：•避雷器内部受潮，导致阻性电流及全电流增大•避雷器阀片老化，劣化，导致阻性电流及全电流增大•底座绝缘不良•避雷器复合外套绝缘不良、避雷器密封不良实例分析1•2011年10月8日利用避雷器泄漏电流带电测试仪进行测试时，发现2#主变110kV避雷器A相全电流及阻性电流数据异常，B、C相全电流数据正常，C相阻性电流异常，但怀疑是由于A相异常通过角度补偿造成的。•为进一步检查分析该组避雷器的故障情况，10月24日晚安排检修人员对该组避雷器进行红外热像检测，热像检测图如下图B、C相避雷器红外测温，A相避雷器中上部最高温度为34.1℃，周边环境及避雷器瓷套温度为26℃左右。B、C相避雷器红外热像温度正常。可以判断A相避雷器内部阀片存在异常发热情况。再次对避雷器进行带电全电流检测发现，有故障进一步发展的趋势，需尽快将该避雷器退出运行，于10月26日对2#主变110kV避雷器进行紧急停电更换。•根据避雷器带电测试和停电试验数据，并结合对设备的解体检查情况，可以确定避雷器缺陷产生的原因：•①该避雷器在生产安装过程中出现了失误，漏装下盖板与避雷器腔体间的密封圈，使水汽进入避雷器密封腔内，导致避雷器芯体受潮劣化。•②腔体内水汽受热上浮，导致上盖板上的铜板氧化出现铜绿。•③电阻片的受潮劣化引发局部放电，导致避雷器阻性电流和全电流增大，并使得电阻片发热。电阻片和其表面的陶瓷釉受热膨胀，在薄弱点出现了破损。•④电阻片陶瓷釉破损导致该片绝缘性能下降，同时，电阻片间的均一性发生变化，形成避雷器运行电位分布的不均匀，从而出现该避雷器电阻片破损处对应点温度升高。解体分析图•在金属导体中电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，反之，电压和电流不成正比适用范围及特点原理的为非线性特性•有损耗的介质可以用一个理想电容和一个有效电阻的并联电路表示，通过电阻的电流称阻性电流•有损耗的介质可以用一个理想电容和一个有效电阻的并联电路表示，通过电容的电流称容性电流。•在绝缘体中，因为分布电容的存在，流过绝缘体的电流，除了有阻性电流还有容性电流，这是因为电容的充放电引起的，在直流环境中，不会有容性电流的存在！