避雷器帶電測(cè)試方法實(shí)用性分析與選擇

徐煥樹

摘 要：在電力系統(tǒng)中不可避免的會(huì)涉及到對(duì)避雷器的使用，避雷器對(duì)于電力系統(tǒng)的維護(hù)具有十分重要的意義，基于此，該研究主要就避雷器帶電測(cè)試方法的實(shí)用性分析與選擇進(jìn)行研究，希望所得結(jié)果可以為相關(guān)行業(yè)提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：避雷器 帶電測(cè)試 實(shí)用性

中圖分類號(hào)：TM86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（a）-0038-02

避雷器在電力系統(tǒng)當(dāng)中所發(fā)揮的作用不可小覷，實(shí)踐中也很重視對(duì)避雷器的研發(fā)工作。到目前為止，避雷器的種類比較多，而且各個(gè)類型的避雷器也具有不同的性能和使用價(jià)值。避雷器的特點(diǎn)比較廣泛，一般都具有抗殘壓、保護(hù)性、通流性能好，延遲動(dòng)作小等優(yōu)點(diǎn)，有些避雷器能夠?qū)崿F(xiàn)無間隙工作，比如氧化鋅避雷器就是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但可靠性能卻比較高的避雷器。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，將避雷器合理應(yīng)用其中，進(jìn)行帶電測(cè)試，對(duì)于保證設(shè)備和電網(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

1 避雷器帶電測(cè)試方法簡(jiǎn)述

避雷器的基本原理主要是全電流法、諧波電流法、同期整流法、電容電流補(bǔ)償法和基波電流法等。電容電流補(bǔ)償法在當(dāng)前來說是其主流一起設(shè)備所主要應(yīng)用的測(cè)試原理。這種測(cè)試方法一般是通過金屬氧化物避雷器兩端的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)微分移相，進(jìn)而得到一個(gè)和其總電流之間存在相容性的分量波形一樣的補(bǔ)償信號(hào)[1]。同時(shí)利用可調(diào)增益放大器對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，最終得到其與之容性電流具有一致性的補(bǔ)償電流。通過這種電流來對(duì)避雷器的全電流信號(hào)當(dāng)中的容性分量進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而可以到因阻性泄漏而產(chǎn)生的電流。這種方法的檢測(cè)主要涉及到對(duì)避雷器電壓信號(hào)進(jìn)行提取，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，其提取方法主要有四種：首先是二次法。這主要是一種通過PT二次電壓進(jìn)行利用的方法，將其作為參考，之后對(duì)阻性電流進(jìn)行測(cè)量，這是當(dāng)前來說具有較高精確度的一種測(cè)試方法；其次是感應(yīng)板法。這種方法的參考主要是電廠的強(qiáng)度，感應(yīng)板會(huì)提供母線的電壓和相位的信息，其對(duì)于阻性電流能夠產(chǎn)生分解作用；第三是檢修電源參考電壓法。需要對(duì)站內(nèi)的電源箱電源相角進(jìn)行測(cè)量，然后采用校準(zhǔn)調(diào)相的方法對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行同步計(jì)算，進(jìn)而取得基本數(shù)據(jù)；最后是容性設(shè)備末屏電壓法。這種提取電壓的方法主要是對(duì)相同線路和目前電壓互感器末端所安裝的帶電測(cè)試裝置進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)而取得相關(guān)的容性參考信號(hào)。

2 避雷器阻性電流帶電測(cè)試方法的實(shí)用性分析與選擇

2.1 PT二次電壓法測(cè)量阻性電流的實(shí)用性分析

這種測(cè)試方法需要電力系統(tǒng)對(duì)電壓互感器所傳遞的低側(cè)二次信號(hào)作為參考，通過這種方法的測(cè)試，其運(yùn)行過程中的PT二次端子箱連入電壓信號(hào)接入儀器，可以在全電流的基礎(chǔ)上通過對(duì)角度的則算得出阻性電流值。分析其實(shí)用性，其優(yōu)是0.5級(jí)的PT角差為0.33°（20′），通過MOA進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠得出1°～2°的誤差被視為可以接受的誤差，而該儀器將誤差控制在1°之內(nèi)，可以稱得上是十分理想的，所以PT自身的誤差基本上可以忽略不計(jì)。而其也存在不足之處，比如在操作的過程中，被檢測(cè)的設(shè)備常常距離可采集二次電壓的PT具有比較遠(yuǎn)的距離，這樣試驗(yàn)線過長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致其采集的模擬型號(hào)對(duì)操作的靈活性和方便性產(chǎn)生影響。而且因?yàn)檫\(yùn)行需要在重要的一次設(shè)備二次端子箱內(nèi)進(jìn)行，所以可能會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)人為的誤碰或誤觸情況，進(jìn)而帶來了跳閘等嚴(yán)重的安全隱患發(fā)生。

2.2 感應(yīng)板法對(duì)阻性電流測(cè)量的實(shí)用性分析

測(cè)量中需要將感應(yīng)板安置在MOA的底座上，使其與高壓導(dǎo)體形成一種電容。而儀器則通過對(duì)電容電流進(jìn)行參考，進(jìn)而對(duì)MOA的總電流作出分解。在測(cè)試實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，感應(yīng)板會(huì)被接入到不同的電場(chǎng)之間，因?yàn)楦袘?yīng)板對(duì)于位置具有敏感性特點(diǎn)，所以可以通過縮短感應(yīng)板和母線之間的距離的方法或先采用PT測(cè)量電壓的方法來實(shí)現(xiàn)提高其精確度的目的[2]。分析感應(yīng)板法對(duì)阻性電流測(cè)量的實(shí)用性，這種方法不需要在其所采集參考信號(hào)的時(shí)候考慮安全問題，因?yàn)閷?duì)參考信號(hào)的采集位置具有多元化，而采集有效的參考電流信號(hào)需要對(duì)3相MOA進(jìn)行測(cè)量。在不同的情況下，儀器能夠補(bǔ)償120°～240°。三相電壓的對(duì)稱性非常好，因此通過一相感應(yīng)板就能夠?qū)α硗鈨上嗟腗OA進(jìn)行參考。分析這種方法的不足之處，主要是在操作的方面，因?yàn)楦袘?yīng)板對(duì)于位置具有較高的敏感性。

2.3 檢修電源參考電壓對(duì)阻性電流測(cè)試方法的實(shí)用性分析

將交流電源的220 V電壓值作為虛擬的參考電壓，采用相角補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)參考電壓進(jìn)行獲取。在實(shí)際的工作當(dāng)中，電源的電壓參考的采集，其關(guān)鍵在于對(duì)信號(hào)傳輸?shù)牟杉?。因?yàn)楸芾灼骺赡芫嚯x電源比較遠(yuǎn)，所以早期的方法就是通過隔離變壓器來進(jìn)行隔離，隔離好的電壓通過長(zhǎng)電纜屏蔽線被連通到主機(jī)。分析該方法的實(shí)用性，這種方法也不涉及到對(duì)運(yùn)行設(shè)備二次端子的安全問題進(jìn)行考慮。這種方法采集的位置比較固定，因此受到環(huán)境的影響更小，在操作過程中，因?yàn)槿藶橐蛩貙?duì)其所造成的干擾和影響也相對(duì)較低。在實(shí)際操作中，固定參考電壓的采樣點(diǎn)所針對(duì)的位置和方位與待測(cè)的避雷器等都會(huì)涉及到對(duì)相關(guān)信號(hào)的傳輸。新的儀器可以增加無線傳輸同步單元來實(shí)現(xiàn)參考信號(hào)的同步設(shè)置，因?yàn)槠溥\(yùn)行受到相關(guān)規(guī)程的限制，所以在站內(nèi)檢修的時(shí)候，不能夠加裝內(nèi)固定參考電壓同步單元，而只能采用移動(dòng)式的檢測(cè)單元。

2.4 容性設(shè)備末屏電流法對(duì)阻性電流測(cè)量的實(shí)用性分析

通過對(duì)容性設(shè)備末屏電流法的應(yīng)用，其獲取的電流能夠?yàn)樵O(shè)備提供更好的精度。在實(shí)際的測(cè)試工作當(dāng)中，容性設(shè)備末屏電流法一般情況下都會(huì)和被測(cè)試的避雷器具有同一間隔的，經(jīng)過電容末端或者末屏改造的電壓或電流互感器來實(shí)現(xiàn)。如果同一間隔內(nèi)不存在這類的設(shè)備，那么需要在選擇的時(shí)候就需要本著就近的原則來進(jìn)行。如果沒有經(jīng)過改造，那么不存在電容末端的引下線容性設(shè)備，那么這個(gè)檢測(cè)方法將無法進(jìn)行。分析這種方法的實(shí)用性，其最大的優(yōu)勢(shì)是避雷器的附近安置了電壓或電流互感器，通過就近原則取得末屏電流信號(hào)，然后通過90°轉(zhuǎn)換，就能夠很接近避雷器頂端的電壓相位角，這種測(cè)試方法甚至?xí)入姶艈卧D(zhuǎn)換的PT二次電壓法更加具有優(yōu)勢(shì)。但是通過這種方法進(jìn)行測(cè)試需要解決兩個(gè)方面的問題。其一需要對(duì)容性設(shè)備末屏的接地線進(jìn)行改造，確保容性設(shè)備接線箱能夠被引到比較低的相位，并處于裸露狀態(tài)。其二是需要對(duì)信號(hào)的采集使用固定的穿芯式傳感器來進(jìn)行，目前其精度已經(jīng)能夠達(dá)到0.1°。

2.5 避雷器阻性電流帶電測(cè)試方法的選擇

通過以上對(duì)四種檢測(cè)方法實(shí)用性的分析，最終能夠得出，容性設(shè)備末屏電流檢測(cè)法相對(duì)來說具有更高的精準(zhǔn)性，但是基于對(duì)末屏電流測(cè)量的需要，所以需要對(duì)站內(nèi)的容性設(shè)備的末端接地線做出有效的改造，以便達(dá)到檢測(cè)的需求。這樣，這種方法對(duì)于安裝有在線檢測(cè)裝置的變電站或具備容性設(shè)備的帶電測(cè)試來說，更加的適用。

3 結(jié)語

該研究主要就避雷器帶電測(cè)試方法的實(shí)用性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并根據(jù)分析所得的結(jié)論，確定了測(cè)試方法的選擇。認(rèn)為容性設(shè)備末屏電流法與檢修電源參考電壓法在當(dāng)前來說都是比較適用于電網(wǎng)運(yùn)行的，屬于避雷器帶電測(cè)試進(jìn)行在線檢測(cè)的有效方法，可以推廣和酌情使用。

參考文獻(xiàn)

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