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金屬氧化物避雷器泄漏電流現場測試分析
發布者:華勝公司科技部 來源:中國論文中心 作者:張云發 劉英 艾三 發布時間:2007/01/02 閱讀:5226次 【字體:

摘要:金屬氧化物避雷器(下文簡稱MOA)以其優異的技術性能逐漸取代了其它類型的避雷器,成為電力系統的換代保護設備。由于MOA沒有放電間隙,氧化鋅電阻片長期承受運行電壓,并有泄漏電流不斷流過MOA各個串聯電阻片,這個電流的大小取決于MOA熱穩定和電阻片的老化程度。如果MOA在動作負載下發生劣化,將會使正常對地絕緣水平降低,泄漏電流增大,直至發展成為MOA的擊穿損壞。所以監測運行中MOA的工作情況,正確判斷其質量狀況是非常必要的。
關鍵詞:金屬氧化物避雷器 泄漏電流 現場測試


1 前言
 近年來,金屬氧化物避雷器(下文簡稱MOA)以其優異的技術性能逐漸取代了其它類型的避雷器,成為電力系統的換代保護設備。由于MOA沒有放電間隙,氧化鋅電阻片長期承受運行電壓,并有泄漏電流不斷流過MOA各個串聯電阻片,這個電流的大小取決于MOA熱穩定和電阻片的老化程度。如果MOA在動作負載下發生劣化,將會使正常對地絕緣水平降低,泄漏電流增大,直至發展成為MOA的擊穿損壞。所以監測運行中MOA的工作情況,正確判斷其質量狀況是非常必要的。MOA的質量如果存在問題,那么通過MOA電阻片的泄漏電流將逐漸增大,因此我們可以把測量MOA的泄漏電流作為監測MOA質量狀況的一種重要手段。

2 泄漏電流測量儀器原理
常見的MOA泄漏電流測量儀器按其工作原理分為兩種:容性電流補償法和諧波分析法。
2.1 容性電流補償法
容性電流補償法是以去掉與母線電壓成π/2相位差的電流分量作為去掉容性電流,從而獲得阻性電流的方法。
2.2 諧波分析法
諧波分析法是采用數字化測量和諧波分析技術,從泄漏電流中分離出阻性電流基波值。

3 泄漏電流測試方法
3.1 在線監測
近年來,有部分研究單位或生產廠家推出了在線監測系統或在線監測儀器,可以不間斷地監測MOA的泄漏總電流或阻性電流,發現泄漏電流有增大趨勢時,再做帶電檢測或停電做直流試驗,也收到了良好的效果。
3.2 定期帶電檢測
MOA的定期檢測是指在不停電情況下定期測量避雷器的泄漏電流或功率損耗,然后根據測試數據對避雷器的運行狀況作出分析判斷,對隱患作到早發現早處理,確保電網安全運行。
4 影響MOA泄漏電流測試結果的幾種因素分析
4.1 MOA兩端電壓中諧波含量的影響
實測證明,諧波電壓是從幅值和相位兩個方面來影響MOA阻性電流IRP的測量值,諧波狀況不同,可能使測得的結果相差很大。而阻性電流基波峰值IRIP則基本不受諧波成份影響,因此建議現場測試判定MOA的質量狀況時應以阻性電流基波峰值IRIP為準。
根據諧波法原理生產的泄漏電流測量儀,由于它對MOA兩端電壓波形要求較高,電壓中所含諧波對測量結果影響很大,如三次諧波量超過0.5%就可能使測量結果出現很大的誤差,因此,在電壓波形畸變、三次諧波含量較大的情況下,諧波法只能局限于同一產品同一試驗條件下的縱向比較。
4.2 MOA兩端電壓波動的影響
由于電力系統的運行情況是不斷變化的,特別是系統電壓的變化對MOA的泄漏電流值影響很大。根據實測數值分析,MOA兩端電壓由相電壓(63kV)向上波動5%時,其阻性電流一般增加13%左右。因此在對MOA泄漏電流進行橫向或縱向比較時,應詳細記錄MOA兩端電壓值,據此正確判定MOA的質量狀況。
4.3 MOA外表面污穢的影響
MOA外表面的污穢,除了對電阻片柱的電壓分布的影響而使其內部泄漏電流增加外,其外表面泄漏電流對測試精度的影響也不能忽視。污穢程度不同,環境溫度不同,其外表面的泄漏電流對MOA的阻性電流的測量影響也不一樣。由于MOA的阻性電流較小,因此即使較小的外表面泄漏電流也會給測試結果帶來誤差。
4.4 溫度對MOA泄漏電流的影響
由于MOA的氧化鋅電阻片在小電流區域具有負的溫度系數及MOA內部空間較小,散熱條件較差,加之有功損耗產生的熱量會使電阻片的溫度高于環境溫度。這些都會使MOA的阻性電流增大,電阻片在持續運行電壓下從+20℃~+60℃,阻性電流增加79%,而實際運行中的MOA電阻片溫度變化范圍是比較大的,阻性電流的變化范圍也很大。
4.5 濕度對測試結果的影響
濕度比較大的情況下,一方面會使MOA瓷套的泄漏電流增大,同時也會使芯體電流明顯增大,尤其是雨雪天氣,MOA芯體電流能增大1倍左右,瓷套電流會成幾十倍增加。MOA泄漏電流的增大是由于MOA存在自身電容和對地電容,MOA的芯體對瓷套、法蘭、導線都有電容,當濕度變化時,瓷套表面的物理狀態發生變化,瓷套表面和MOA內部閥片的電位分布也發生變化,泄漏電流也隨之變化。
4.6 運行中三相MOA的相互影響
由于運行中呈一字形排列的三相MOA,相鄰相通過雜散電容等的影響,使得兩邊相MOA底部的總電流相位發生變化,其值與MOA的安裝位置有關,MOA相間距離越近,影響越大,一般兩邊相MOA底部總電流相位變化3°左右,在運行電壓下,MOA底部總電流的相角每變化1°,則阻性電流基波數值變化15%左右。這使得測量結果顯示出如下規律:電壓與電流夾角φA<φB<φC,阻性電流IRA>IRB>IRC。在實測中,應考慮這一因素的影響。
4.7 測試點電磁場對測試結果的影響
測試點電磁場較強時,會影響到電壓U與總電流IX的夾角,從而會使測得的阻性電流峰值數據不真實,給測試人員正確判斷MOA的質量狀況帶來不利影響。

5 MOA質量狀況的判斷
方法
5.1 參照標準法
由于每個廠家的閥片配方和裝配工藝不同,所以MOA的泄漏電流和阻性電流標準也不一樣,測試時可以根據廠家提供的標準來進行測試。若全電流或阻性電流基波值超標,則可初步判定MOA存在質量問題,然后需停電做直流試驗,根據直流測試數據作出最終判斷。
5.2 橫向比較法
同一廠家、同一批次的產品,MOA各參數應大致相同,如果全電流或者阻性電流差別較大,即使參數不超標,MOA也可能有異常。
5.3 縱向比較法
對同一產品,在同樣的環境條件下,不同時間測得的數據可以作縱向比較,發現全電流或阻性電流有明顯增大趨勢時,應縮短檢測周期或停電作直流試驗,以確保安全。
5.4 綜合分析
在實際運行中,有的MOA存在劣化現象但并不太明顯時,從測得的數據不能直觀地判斷出MOA的質量狀況。根據我們多年現場測試經驗,總結出對MOA測試數據進行綜合分析的方法,即一看全電流,二看阻性電流,三看諧波含量,再看夾角,對各項參數作系統分析后,判定出MOA的運行情況。

6 結論與建議
(1)對新投運的110kV以上MOA,在投運初期,應每月帶電測量一次MOA在運行電壓下的泄漏電流,三個月后改為半年一次。有條件的盡可能安裝在線監測儀,以便在巡視時觀察運行狀況,防止泄漏電流的增大。
(2)不同生產廠家,對同一電壓等級的MOA在同一運行電壓下測得的泄漏電流值差別很大,不應用泄漏電流的絕對值作為判定MOA質量狀況的依據,而應與前幾次測得的數據作縱向比較,三相之間作橫向比較。
(3)電壓升高、溫度升高、濕度增大,污穢嚴重都會引起MOA總電流、阻性電流和功率損耗的增大,這是應該注意的。
(4)諧波含量偏大時,會使測得的阻性電流峰值IRP數據不真實,而阻性電流基波IRIP值是一個比較穩定的值,因此在諧波含量比較大時,應以測得的IRIP值為準。
(5)建議測量MOA阻性電流的單位,應根據現場和儀器的條件,加強對影響測試精度的因素進行分析,正確判斷MOA運行狀況,提高運行可靠性。
(6)在帶電測試時,對發現異常的MOA,在排除各種因素的干擾后,仍存在問題,建議停電作直流試驗,測取直流參考電壓及75%直流參考電壓下的泄漏電流,以確診MOA是否質量合格。確認MOA存在質量問題,應及時與制造廠聯系,以便妥善處理。
 


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