金属氧化物避雷器带电测试流程优化方法研究

吴耀辉 肖利龙 刘昕鹤 何可夫

摘要：为保证金属氧化物避雷器（MOA）的安全稳定运行，工作中通常采用阻性电流基波法对避雷器进行带电测试。采用阻性电流基波法需提取PT二次侧的电压作为参考信号，目前采用的PT二次侧电压信号查找方法耗时较长，而且具有一定的安全隐患。鉴于此，提出了一种优化方法，可大大缩短信号查找所耗时间，并避免安全隐患。

关键词：避雷器;带电测试;方法

0    引言

避雷器主要用于限制由雷击产生的外部过电压和操作引起的内部过电压，是电网安全稳定运行的有力保障[1-2]。近年来，金属氧化物避雷器（MOA）由于其具有优良的非线性和大通流容量等优点[3]，逐渐取代了其他类型的避雷器，在电网中被广泛应用。

氧化物避雷器的预防性试验分为停电测试和带电测试。避雷器停电测试通常周期较长，往往涉及其他主设备的停运，实施起来不易。而带电测试较易开展，且能真实反映运行电压下避雷器的状态，因此MOA带电测试显得尤为重要[4]。MOA带电测试方法有阻性电流基波法、容性电流补偿法、零序电流法等，其中，阻性电流基波法被认为是精确度最高的方法[3，5]，因而在现场测试中常常被采用。

采用阻性电流基波法需提取PT二次侧的电压作为参考信号。目前采用的PT二次侧电压信号查找方法耗时较长，大概需要10 min左右，而且具有一定的安全隐患。本文提出了一种优化方法，通过微信搭建一个服务于MOA带电测试的公众平台，为工作人员提供相应的信息查询，可将时间缩短为30 s左右，还可避免安全隐患。

1    常用氧化物避雷器带电测试方法

氧化物避雷器的带电测试主要是在运行电压下对流经避雷器的全电流、阻性电流、相位角进行测量[6]。正常情况下，流过避雷器的阻性电流只占用全电流的10%～20%。但当避雷器内部受潮、阀片老化或内部绝缘部件受损时，阻性电流会大大增加。根据相关规程规定，测量值与初始值比较，当阻性电流增加50%时应该分析原因，加强监测，适当缩短检测周期;当阻性电流增加1倍时，应停电检查[7]。

1.1    阻性电流基波法的测量原理

不仅测量MOA在运行电压下的全电流信号，还需提取PT二次侧的电压信号，然后对电流信号和电压信号进行FFT变换，得到电压基波幅值U1、电流基波峰值IxIp、电流电压夹角Φ及阻性电流基波峰值IrIp，其关系如图1所示。

1.2    常用PT二次侧电压信号的查找方法

提取PT二次侧电压信号是采用阻性电流基波法对MOA进行带电测试的最主要环节之一，所需电压信号为PT二次侧相电压信号。正常情况下，PT二次侧线电压交流信号为100 V，其相电压交流信号为57.7 V。在提取电压参考信号时，需采用万用表对PT二次端子箱中的端子进行一一测量，从而甄别出其中电压信号为57.7 V的两个端子。

如图2所示，PT二次端子箱内所含端子数往往有上百个甚至几百个。要在这上百个甚至几百个端子中一一测量筛选出所需的两个端子，所耗费的时间较长，通常为10 min左右。此外，还可能存在误碰导致某两个端子短接，从而引发继电保护误动作等安全风险。对于提取PT二次侧电压信号的操作，工作未满两年的年轻员工，通常需要在老员工的指导下才能顺利开展，无形中多占用了一定的人力。

2    优化后氧化物避雷器带电测试方法

为缩短MOA带电测试所耗时间，降低MOA带电测试的安全风险，节约人力，提升MOA带电测试的工作效率，对MOA带电测试方法进行改进，主要集中于改进PT二次侧电压信号提取方法。为达到该目的，可充分利用微信公众号的功能特点，构建一个服务于MOA带电测试的公共服务平台，使工作人员通过该平台可查询到以往MOA带电测试所接取的PT二次侧端子位置及编号，并在实际工作中迅速找到该端子[8]。

2.1    微信公众平台运作原理

作为一种新的信息传播方式，微信通过和特定群体进行文字、图片、语音等的全方位沟通、互动，使人们能够更加方便、快捷、全面地认知各种信息。其覆盖面很广，几乎人人都有一个微信账号，一旦构建了服务于MOA带电测试的公众号，经过关注，试验工作人员便能开展相应的工作。

图3所示为微信公众平台消息交互流程，微信用户将消息发至微信公众平台，微信公众平台再将相应的消息打包发送给开发者，开发者借助所编的程序及依托的服务器，对微信用户所发送的信息进行特定的反应，并将相应的回复信息发送至微信公众平台，继而反馈给微信用户。

2.2    改进后PT二次侧电压信号的查找方法

微信公众号分为服务号、订阅号、企业号，一般用户只能申请到订阅号，订阅号只拥有调用基础接口的权限。基础接口包括三个主要部分：接收用户信息、发送被动响应信息、接收事件推送消息。通过“发送被动响应信息”这一接口，进入开发者模式，采用PHP语言进行编程处理，便可实现特定信息的推送[9]。

图4为某变电站221PT二次端子箱内的照片，该照片为MOA带电测试过程中所拍摄，后期对其进行了相应的标注处理，通过该图片可以很明显地看出MOA带电测试时所接端子位置。图5为所申请的微信公众号，公众号名为“避雷器带电测试在线查询分析系统”。现场试验人员可关注该公众号，并将特定的关键字发送给公众号，公众号便会回复类似图4的图片，根据该图片可以很迅速地找到对应的电压信号端子。现场实践表明，采用改进后的PT二次侧电压信号查找方法，耗时可从原来的10 min缩短至30 s，同时很大程度上降低了安全风险，年轻员工可单独操作，无需老员工指导，节省了人力。

3    结语

为了缩短金属氧化物避雷器带电测试时间，本文提出了借助微信公众号，通过对微信公众号的开发，与现场人员进行特定的信息互动，从而缩短PT二次侧电压信号的查找时间。实践表明，采用优化后的PT二次侧电压信号查找方法，耗时可从原来的10 min缩短至30 s，同时很大程度上降低了安全风险，年轻员工可单独操作，无需老员工指导，节省了人力。

本设计只采用了一种公众号图片回复的形式，后期可将视频信息存入相应的服务器，并通过公众号与用户进行相应的互动，使信息传达更加具体生动。

[参考文献]

[1] 殷雄开，邵涛，高翔，等.金属氧化物避雷器检测方法的现状与发展[J].高电压技术，2002，28（6）：34-36.

[2] 严玉婷，黄炜昭，江健武，等.避雷器带电测试的原理及仪器比较和现场事故缺陷分析[J].电瓷避雷器，2011（2）：57-62.

[3] 孙海龙.氧化锌避雷器带电测试方法研究[J].电力学报，2011，26（4）：325-327.

[4] 李庆玲，王兴贵，李效珍，等.氧化锌避雷器应用一些问题探讨[J].高压电器，2009，45（2）：130-131.

[5] 蔡伟贤，陈蓓.提高氧化物避雷器带电测试准确性的探討[J].电瓷避雷器，2011（4）：63-67.

[6] 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准：GB 50150—2006[S].

[7] 电力设备预防性试验规程：Q/CSG 114002—2011[S].

[8] 杨殿成.金属氧化物避雷器带电测试干扰分析[J].高压电器，2009，45（5）：130-132.

[9] 刘洋君，徐晓亮，胡捷.地震信息微信公众号的建立与开发[J].山西地震，2016（1）：23-27.

收稿日期：2020-07-28

作者简介：吴耀辉（1989—），男，江西鹰潭人，工程师，研究方向：高电压试验技术。