金属氧化物避雷器带电测试干扰探析

金属氧化物避雷器带电测试干扰探析

胡煜张剑琳李延亮

胡煜张剑琳李延亮

（国网银川供电公司）

摘要：金属氧化物避雷器带电测试相比传统的停电直流测试具有极大的优势,但周围带电设备对被试避雷器的影响以及避雷器自身存在的相间干扰则是目前带电测量方式遇到的最大困扰。

关键词：避雷器；带电测试；阻性电流

引言

避雷器是电力系统重要的过电压保护设备，它的正常运行关系着电力系统的安全、稳定供电。为了保障系统的安全运行，电力工业部部颁标准DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》中规定，每年雷雨季节前进行避雷器的绝缘电阻、底座绝缘、直流1mA电压及0.75U1mA下的泄漏电流测试。但随着电力系统的迅猛扩张，这种停电检测的弊端就越发的突出。由于周围带电设备以及被试避雷器自身存在的相间干扰，带电测试无法准确测得泄漏电流的阻性分量。使得测量值难以真实反映避雷器的性能状况，尤其是难以发现设备的早期故障。金属氧化物避雷器性能变差的原因主要有以下两个：一是避雷器结构密封不严导致设备内部受潮，其特征量是系统正常运行电压下的阻性电流增大，基波量增大更为明显；二是氧化锌电阻片长期承受工频电压而逐渐老化，使其非线性特性变差，其特征量也是系统运行电压下的阻性电流增大。因此，检测金属氧化物避雷器运行是否正常的关键是正确确定泄漏电流中的阻性电流分量，即确定阻性电流的增量。

目前获得持续电流中的阻性分量普遍采用的是谐波法、补偿法和投影法，都没有考虑周围带电设备对被试避雷器产生的耦合容性干扰电流，因此无论采用哪种方法都不能准确测得三相“一”字形排列的避雷器持续电流中的真实阻性电流分量，笔者就这一现象进行了深入的定性分析，并提出合理的解决建议。

单相金属氧化物避雷器

阻性电流IR与α的关系金属氧化物避雷器（以下简称避雷器）小范围等值电路，其中IR、IC、IX分别为其阻性电流、容性电流和持续电流。

从三角关系可知，IR1＝cosβ×IX1，故β的测量对IR1的测量起着决定性的作用，如果能够准确测得β，就可以得到准确的IR1电流值。但是在现场强电场干扰的情况下，β的测量势必受到影响。表1为一组型号为Y20W5-444/1063W的避雷器预防性试验数据。

从数据分析，该组避雷器状态良好且性能相近。表2为该组避雷器正常运行状态下的阻性电流测试数据。

从该组避雷器的测试数据来看，A、C相全电流基波相等并略大于B相；相角∠A＜∠B＜∠C；阻性电流基波值A、B、C三相呈递减分布。该组避雷器的阻性电流基波A相数值为C相的13倍，由此可见，现场环境对测试的影响是非常大的。

二、三相“一”字形排列的避雷器阻性电流IR与α的关系

2.1无干扰情况下三相“一”字形排列的避雷器持续运行电流分析

针对最普遍的“一”字形排列的避雷器，在不考虑邻相和周围带电设备的耦合干扰时，其等值电路见下图。

三相电压向量UA、UB、UC互成120°夹角，容性电流ICA、ICB、ICC超前各自电压相位90°，阻性电流IRA、IRB、IRC向量与其电压同相位，持续运行电流IA、IB、IC为该二者的合成向量，∠A、∠B、∠C即为各相电压与持续运行电流的夹角。假设图中三相避雷器性能相同，则有IRA＝IRB＝IRC、IA=IB=IC、∠A＝∠B＝∠C。

2.2仅考虑本组相邻耦合干扰的三相“一”字形避雷器持续运行电流分析三相“一”字形排列的避雷器运行工况下，相邻相电压会对本相避雷器产生相间容性耦合，这种耦合现象的形成比较复杂。一是耦合电压非恒定值；二是耦合电路是非常复杂的电路。为研究的方便起见，仅考虑邻相之间的耦合干扰，并假设三相避雷器性能相同，耦合干扰用等值的电容电流表示，且其相位超前干扰电压源90°，其等值电路见下图。

在仅考虑邻相之间的耦合干扰，并假设三相避雷器性能相同的理想情况下。B相对A、C相的干扰一致，即B相对A相的耦合电流IBA与B相对C相的耦合电流IBC幅值大小相同且向量关系平行。由此所造成的结果①A相实测泄漏电流IA′与C相实测泄漏电流IC′的幅值均小于未受干扰影响下的泄漏电流IA与IC。②使A相实测泄漏电流IA′与UA的夹角∠A′小于∠A，A相泄漏电流与电压的夹角偏小。③使C相实测泄漏电流IC′与UC的夹角∠C′小于∠C，C相泄漏电流与电压的夹角偏大。④由于阻性电流、泄漏电流与夹角存在的cosβ关系，使得实测大于IRA，IRC′小于IRC。A、C相对B相的耦合干扰IAB、ICB，幅值大小相同且关于IB对称。由此所造成的结果①B相实测泄漏电流IB′小于未受干扰影响下的泄漏电流IB。②由于耦合干扰关于IB对称，故∠B′＝∠B。以上分析，符合现场实测数据所得规律，同表2所得。①A、C相全电流基波相等并略大干B相。②实测相角∠A’<∠B7<∠C7。③阻性电流基波值A、B、C三相呈递减分布。

分析与结论

根据避雷器持续泄漏电流和其所加电压向量的夹角关系可知，要准确测得持续泄漏电流阻性分量．就必须准确测得持续泄漏电流幅值和其夹角。但是由于周围带电设备及邻相设备对被试品的耦合干扰影响，使得被测避雷器的持续泄漏电流的幅值和夹角都发生了第三阶段，能源互联网能量运营平台

图3能源互联网能量运营平台

这一阶段的平台将向更广和更深发展。即更广泛的区域用户接入和更深入的能源利用模式发掘。具体的，通过前两个阶段的平台运营，扩大用户覆盖面，让人人都成为自身能源体系的运营员，积累更多的用户数据，深入发现用户的用能特征和习惯，并做到提前预判，为用户提供用能预测和解决方案。另外，充分开发各种能源衍生产品，如碳资产、能源金融、能源数据等等，为用户打造一个产品丰富的综合性区域能源互联平台，这将有助于形成区域性能源互联生态圈，如图3所示。

3结语

总之，能源互联网的发展不仅是技术的发展，更需要用户的参与。我们现在的能源消费是被动的，能源生产是计划的，要想真正实现能源互联网，除了进行基础设施建设和技术创新，还需要调动起用户的力量来引导能源消费的革命。正是因此，我们更需要以用户思维来设计能源互联，在贴近用户的实践中推动能源互联网的发展。