MOA避雷器带电测试干扰的消除

郑哲中

（铜陵供电公司，安徽 铜陵 244000）

MOA是电力系统中较为重要的防雷保护和过电压保护设备，已经在电力系统中得到了广泛的运用，从而使得电力系统安全运行的可靠性大为提高。为了保证MOA在系统运行电压下安全可靠地运行，就必须对MOA进行带电测试，检查其阻性电流IR和全电流IX的试验数据是否合格，对电气设备和电网的安全运行是否有影响。由此可见，合格健康的MOA不仅降低了设备成本，为生产企业带来了巨大的经济效益，在电力系统保护安全运行方面也起着至关重要的作用。

1.MOA工作原理

在系统运行电压作用下，MOA长期有工作电流通过。MOA等效电路如图1所示。

图1 MOA等值电路 图

MOA电压电流向量图

图中U为系统电压，R表示氧化锌非线性电阻，C表示晶界电容。从图中可看出，流过MOA的总泄漏电流可分为阻性电流和容性电流两部分，即由图2知，测出Φ角和就可以计算出

MOA不仅具有良好的非线性电阻特性，而且具有稳定的介电系数，所以MOA内部阀片又具有较大的固定电容。可见，MOA的泄漏电流包括非线性的阻性分量和线性的容性分量两部分。

正常情况下，在系统电压作用下，流过MOA的电流仅为微安级。由于MOA一般无串联间隙且具有良好的非线性特性，易产生劣化或内部阀片受潮现象，引起MOA电阻特性的变化和全电流的增加，阻性分量产生有功损耗将导致阀片温度上升而发生热崩溃，造成MOA爆炸事故。因此，对MOA泄漏电流进行准确提取并进行早期故障诊断意义重大，可以实时、有效地了解其运行状况。

2.MOA现场带电测试

在交流电压下，MOA的全电流IX是阻性电流IR和容性电流IC的总和。当MOA在正常运行的情况下，通过MOA内的电流大部分为无功分量的容性电流IC，有功分量的阻性电流IR值在MOA正常运行情况下仅占MOA的全电流IX值的10%～20%。但是，当MOA内部受潮或绝缘部件受到损坏时，MOA内的无功分量的容性电流IC值的变化是较小的，而MOA内的有功分量的阻性电流IR值的增长量可为正常值的几倍或几十倍。因此，在对MOA带电测量试验时主要目的是测量MOA的全电流IX和有功分量的阻性电流IR是否在正常值范围内。

在生产现场对MOA带电测量试验是使用专业厂家生产的MOA阻性电流测试仪，对运行时MOA全泄漏电流IX、有功分量的阻性电流IR、无功分量的容性电流IC进行获取。其工作原理是以MOA的端电压U为基准向量，再将MOA全电流IX和MOA端电压U的相位进行比较，把MOA全电流IX中的阻性分量IR与容性分量Ic分离出来，从而根据阻性电流IR的变化量的大小来判断MOA的运行状况。对试验中的电流信号取自于MOA放电计数器两端，因放电计数内阻较大，故可不计分流，即可获得MOA的全电流IX;电压信号的获取专用设备仪器的电压隔离器并联接入到设备所在的母线电压互感器二次电压端子上，即可获得母线电压相位。MOA带电测试仪就是通过比较阻性电流和容性电流的相位来判断MOA的运行情况。

3.MOA相间干扰的消除

一般变电所里对MOA带电测试准确性的影响因素有很多，如生产现场的电磁干扰、系统电压的波动、MOA表面的脏污程度不同、每次测量时温、湿度的不同等都会造成不一样的测量结果，其中干扰因素最为严重的是MOA间的相间干扰。[1]变电所内的MOA排列一般都为一字排列，MOA在运行时产生的杂散电容通过各相间的相互作用，使得的两边相（一般为A、C两相）的MOA全电流IX发生相位变化，这样就会引起被测相的MOA电压基波与总电流基波相位发生位移[2]，使测量的MOA带电测试参数偏离了实际值，给测量的数据带来了误差。

在生产现场对MOA带电测试的实际测量，因为三相MOA中的B相所处位置在中间，受A、C两相的电磁场的干扰基本上相互抵消了，所以B相的MOA带电测试参数阻性电流IR测试结果基本上是正确的。可是两个边相（A、C两相）由于受到电磁场的干扰和相间的相互干扰等影响，给试验参数的测试结果带来了较大的误差，实践证明，干扰会造成MOA的C相试验参数偏大，A相的试验参数偏小。造成这种结果的主要原因是MOA的电容量较小，很容易受到因邻近设备和出线线路对其产生的杂散电容影响。由此可见，相间干扰补偿法是生产现场对MOA带电测试中消除误差的一种行之有效的方法之一，其基本理念是：以中间相B相的Φ（Φ是总泄漏电流IX与阻性电流IR之间的夹角）为准，边相A相的Φ减少的角度差基本上等于边相C相的Φ增加的角度差，这样就可以估算出MOA相间干扰的角度，方法是:先测量MOA相间干扰夹角，然后对A、C相进行补偿后再测量，如A相Φ偏小1.0°，C相Φ偏大2.0°，则相间干扰大致为1.5°。用补偿法测量时应将A相的Φ增加1.5°，B相的Φ不变，C相的 Φ 减少1.5°。具体步骤如下：

（1）以B相电压为参考电压；

（2）输入C相电流，得到一个角度 ΦC；

（3）输入A相电流，得到一个角度ΦA；

（4）A 相补偿角度 ΦOa=(ΦC-ΦA-120)/2；

C 相补偿角度ΦOc=-(ΦC-ΦA-120)/2=-ΦOa；

（5）输入补偿后重新测量A、C相。

下面以500kV官山变500kV永官和220kV陈朱及110KV朱新线路避雷器带电测试来说明此干扰消除措施的有效性和正确性。

表一 500kV永官5337线路避雷器带电测试试验参数补偿前后数据

表二 220KV陈朱2883线路避雷器带电测试试验参数补偿前后数据

表三 110KV朱新467线路避雷器带电测试试验参数补偿前后数据

由以上几个表格可以看出，经过角度补偿前后测得的试验数据是有较为明显的差别，校正后的试验数据都在合格范围内，进一步证实了此方法的有效性和正确性。在避雷器安装位置固定的情况下，如果干扰存在的话，干扰基本上是恒定不变的。基于这一点，我们可以通过比较一年内几次测量数据的增长率来比较MOA阻性电流的发展趋势，如果趋势稳定，即使相位角超出规定范围也不能说明避雷器存在某种缺陷，而是干扰所导致的，这样可以对避雷器加强监视和检测，特殊情况下可用红外测试或停电试验来综合诊断MOA的运行健康状况。[3]

4.结论

(1)为消除MOA相间杂散电容影响，采用补偿技术是可行有效的；

(2)可以将MOA带电测试的试验参数值作为一个指标值，通过其增长率来判据来判断运行中MOA的健康状况；

(3)除了对MOA使用带电测试外，还可进行红外测温的检测，进一步完善对MOA的运行状况的监视和检测。

[1]李建明等.高压电气设备试验方法（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2]周志敏.氧化锌避雷器运行中的监测与防爆[J].高压电器，2001,37(2)：46-48.

[3]江苏省电力公司.江苏省电力设备交接和预防性试验规程[R].2001.