金属氧化物避雷器带电检测影响因素分析

2013-04-29郭小燕樊学军赵峻峰

散文百家·教育百家 2013年5期

郭小燕樊学军赵峻峰

【摘要】近年来，金属氧化物避雷器（简称MOA）以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器，成为电力系统的换代保护设备。由于MOA没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过MOA各个串联电阻片，这个电流的大小取决于MOA热稳定和电阻片的老化程度。如果MOA在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为MOA的击穿损坏。所以检测与监测运行中MOA的工作情况，正确判断其质量状况是非常必要的。

【关键词】金属氧化物避雷器；放电间隙；热稳定；带电检测

1运行中金属氧化物避雷器的带电检测

金属氧化物避雷器运行中受多种因素影响，引起避雷器的过早老化，甚至损坏其非线性电阻片。严重的将造成金属氧化物避雷器故障。引起避雷器劣化的机理主要有以下几种：1）密封缺陷引起内部受潮；2）内部局部放电；3）污秽引起表面放电；4）暂时或暂态过电压引起超负荷；5）参数选择不当；6）电阻片存在质量问题。

金属氧化物避雷器的带电检测，目前采用的主要测试手段是带电测试避雷器阻性电流。

带电检测避雷器持续电流主要是检测泄漏的全电流及其阻性分量，这是发现避雷器早期缺陷的有效手段。在交流电压下，MOA总泄漏电流中包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常情况下，通过MOA的主要为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%-20%。但当电阻片老化时，避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不大，而阻性电流大大增加。全电流的变化反映避雷器的严重受潮、内部元件接触不良、电阻片严重老化，而阻性电流的变化则对电阻片初期老化的反应比较灵敏。所以监测阻性电流可以更有效地监测MOA的绝缘状况。

2 MOA带电检测影响因素分析

2.1MOA两端电压中谐波含量的影响

实测证明，谐波电压是从幅值和相位两个方面来影响MOA阻性电流IRP的测量值，谐波状况不同，可能使测得的结果相差很大。而阻性电流基波峰值IRIP则基本不受谐波成份影响，因此建议现场测试判定MOA的质量状况时应以阻性电流基波峰值IRIP为准。

根据谐波法原理生产的泄漏电流测量仪，由于它对MOA两端电压波形要求较高，电压中所含谐波对测量结果影响很大，如三次谐波量超过0.5%就可能使测量结果出现很大的误差，因此，在电压波形畸变、三次谐波含量较大的情况下，谐波法只能局限于同一产品同一试验条件下的纵向比较。

2.2MOA两端电压波动的影响

由于电力系统的运行情况是不断变化的，特别是系统电压的变化对MOA的泄漏电流值影响很大。根据实测数值分析，MOA两端电压由相电压（63kV）向上波动5%时，其阻性电流一般增加13%左右。因此在对MOA泄漏电流进行横向或纵向比较时，应详细记录MOA两端电压值，据此正确判定MOA的质量状况。

2.3MOA外表面污秽的影响

MOA外表面的污秽，除了对电阻片柱的电压分布的影响而使其内部泄漏电流增加外，其外表面泄漏电流对测试精度的影响也不能忽视。污秽程度不同，环境温度不同，其外表面的泄漏电流对MOA的阻性电流的测量影响也不一样。由于MOA的阻性电流较小，因此即使较小的外表面泄漏电流也会给测试结果带来误差。

2.4温度对MOA泄漏电流的影响

由于MOA的氧化锌电阻片在小电流区域具有负的温度系数及MOA内部空间较小，散热条件较差，加之有功损耗产生的热量会使电阻片的温度高于环境温度。这些都会使MOA的阻性电流增大，电阻片在持续运行电压下从+20℃～+60℃，阻性电流增加79%，而实际运行中的MOA电阻片温度变化范围是比较大的，阻性电流的变化范围也很大。

2.5湿度对测试结果的影响

湿度比较大的情况下，一方面会使MOA瓷套的泄漏电流增大，同时也会使芯体电流明显增大，尤其是雨雪天气，MOA芯体电流能增大1倍左右，瓷套电流会成几十倍增加。MOA泄漏电流的增大是由于MOA存在自身电容和对地电容，MOA的芯体对瓷套、法兰、导线都有电容，当湿度变化时，瓷套表面的物理状态发生变化，瓷套表面和MOA内部阀片的电位分布也发生变化，泄漏电流也随之变化。

2.6运行中三相MOA的相互影响

由于运行中呈“一”字形排列的三相MOA，相邻相通过杂散电容等的影响，使得两边相MOA底部的总电流相位发生变化，其值与MOA的安装位置有关，MOA相间距离越近，影响越大，一般两边相MOA底部总电流相位变化3°左右（如图1：），在运行电压下，MOA底部总电流的相角每变化1°，则阻性电流基波数值变化15%左右。这使得测量结果显示出如下规律：电压与电流夹角φA<φB<φC，阻性电流IRA>IRB>IRC。在实测中，应考虑这一因素的影响。

图1“一”字形排列三相MOA和其电流向量图

2.7测试点电磁场对测试结果的影响

测试点电磁场较强时，会影响到电压U与总电流IX的夹角，从而会使测得的阻性电流峰值数据不真实，给测试人员正确判断MOA的质量状况带来不利影响。

3 MOA质量状况的判断方法

3.1参照标准法

由于每个厂家的阀片配方和装配工艺不同，所以MOA的泄漏电流和阻性电流标准也不一样，测试时可以根据厂家提供的标准来进行测试。若全电流或阻性电流基波值超标，则可初步判定MOA存在质量问题，然后需停电做直流试验，根据直流测试数据作出最终判断。

3.2横向比较法

同一厂家、同一批次的产品，MOA各参数应大致相同，如果全电流或者阻性电流差别较大，即使参数不超标，MOA也可能有异常。

3.3纵向比较法

对同一产品，在同样的环境条件下，不同时间测得的数据可以作纵向比较，发现全电流或阻性电流有明显增大趋势时，应缩短检测周期或停电作直流试验，以确保安全。

3.4综合分析法

在实际运行中，有的MOA存在劣化现象但并不太明显时，从测得的数据不能直观地判断出MOA的质量状况。根据我们多年现场测试经验，总结出对MOA测试数据进行综合分析的方法，即一看全电流，二看阻性电流，三看谐波含量，再看夹角，对各项参数作系统分析后，判定出MOA的运行情况。