金属氧化锌避雷器测试方法对照研究

张驰 王婧弘 宋光辉

（国网安徽省电力公司检修公司 安徽合肥 230000）

金属氧化锌避雷器测试方法对照研究

张驰 王婧弘 宋光辉

（国网安徽省电力公司检修公司 安徽合肥 230000）

作为一种非常重要的电力设备，金属氧化锌避雷器的主要作用是避免电气设备受到电压损坏，在我国的城乡电网改造中应用非常广泛。为了对500kV金属氧化锌避雷器的运行工况进行了解，必须对金属氧化锌避雷器进行有效的测试。本文分析了常用的金属氧化锌避雷器测试方法，并对其优劣进行了对照研究，供相关人员参考借鉴。

测试方法；对照研究；金属氧化锌避雷器

引言

为了对操作过电压和雷电过电压进行有效的限制，避免过电压损坏其他电气设备，必须加装金属氧化锌避雷器。金属氧化锌避雷器的优点在于运行维护比较便利，具有较高的安全可靠性，而且具有较大的通流容量和较低的保护残压。在对500kV金属氧化锌避雷器的应用和测试的过程中，常见的测试方法包括常规测试法、在线监视法、带电测试法，以上3种测试方法各有优劣，应该根据实际情况，对3种测试方法进行兼顾，优化测试方案。

1 500kV金属氧化锌避雷器的常用测试方法

1.1 500kV金属氧化锌避雷器的常规测试法

常规测试法在当前的电网中应用的比较广泛，其测试接线图如图1。

图1 常规测试法接线示意图

直流1mA电流通过避雷器时会产生电压U1mA，可以对电压U1mA进行测量，该电压也被称为临界动作电压。可以对75%的U1mA电压下的泄漏电流进行测量，如果临界动作电压明显高于过电压，那么说明有较小的泄漏电流，此时的金属氧化锌避雷器处于高阻抗状态。如果临界动作电压明显小于过电压，那么说明出现了泄放过电流，此时的金属氧化锌避雷器处于低阻抗状态[1]。

常规测试法具有广泛的应用范围，不仅能够对避雷器内部是否受潮进行准确、及时的反应，而且还能够判断出避雷器的动作性能与相关要求是否相符。为了对避雷器的长期允许工作电流与相关规定是否符合进行确定，可以对75%的U1mA电压下的泄漏电流进行测量，其最大泄漏电流值为50LA。

在某次针对金属氧化锌避雷器的实际测试中发现，三相避雷器的泄漏电流都超出了相关范围，鉴于测试时为雨后，天气原因可能会对三相避雷器造成一定的影响，三相避雷器同时故障出现的概率较小。因此测试人员在天气完全放晴后又进去了复测，复测结果显示三相避雷器的测试数据是正常的，但是第一次测试数据大于第二次测试数据。这也说明环境湿度会给位于户外的避雷器直流泄露电流造成一定的影响。因此如果要进行常规测试应该尽量选择晴好天气，避免测试数据受到不良天气的影响，从而提高测试的准确性。

1.2 在线监测法

氧化锌电阻片是金属氧化锌避雷器的主要组成部件，其具有极大的非线性。金属氧化锌避雷器的正常运转过程中，可能会有少量的泄漏电流，泄漏电流也会对电阻片产生一定的影响。久而久之，氧化锌电阻片就会不断老化，在老化的过程中，氧化锌电阻片上流经的电流也会越来越大[2]。在线监测法就是根据这一原理，动态的监测流经避雷器的泄漏电流，从而对金属氧化锌避雷器的性能进行实时监控。

从原则上可以通过在线监测仪24h不间断的对金属氧化锌避雷器的运行状况进行监测，对其运行状态进行实时的反映，了解金属氧化锌避雷器是否出现了机械缺损、电阻片受潮等问题。在线监测法的优点在于能够实现24h不间断监控，而且安装也比较简单。当运行人员发现泄漏电流存在异常时就可以及时汇报并处理，在第一时间对避雷器内部故障进行检修和排除，避免故障扩大而对整个500kV电网的运行造成威胁。避雷器监测示意图如图2。

图2 避雷器监测法示意图

当前应用比较广泛的泄漏电流在线监测仪主要是电流表和JS的组合，其能够对避雷器的全电流进行检测，全电流是容性电流和阻性电流矢量之和，而阻性电流的分量又小于容器电流的分量。在线监测仪如果出现了电流反应，则说明容性电流有所增加，避雷器内部电阻片可能出现了受潮、密封不严或者机械缺损。但是该在线监测仪不能准确地对阻性电流的变化进行反映，而阻性电流的升高往往是避雷器内部电阻片劣化造成[3]。

在某金属氧化锌避雷器测试中使用了在线监测方法，在日常巡视中，巡视人员发现A相避雷器在线监测泄漏电流过高，巡视人员对其进行了记录，后对其进行停电检查。在停电检查中发现尽管A相避雷器绝缘电阻并没有出现问题，但是金属氧化锌避雷器的75%U1mA电压下的泄漏电流已经超过了标准范围，这也显示出金属氧化锌避雷器内部出现了机械性损坏或者受潮。

1.3 带电测试法

容性电流和阻性电流是金属氧化锌避雷器全电流的两个主要组成部分，如果运行情况正常，那么以容器电流为主，阻性电流所占的比例往往不到20%。但是阻性电流能够对避雷器内部电阻片部件的情况进行反映，也就是电阻片受损时，就会增加阻性电流。因此可以对金属氧化锌电阻器的有功分量和全电流进行监测，带电测试法又以2次接线法为主，具体见图3。

图3 2次接线法示意图

根据2次接线法，全电流信号主要是从避雷器下端取得的，电压信号主要是从母线电压互感器中取得的，然后再用傅里叶变换转换到频域，从而将容性电流和阻性电流的谐波分量得出来，并对数据进行时与合成，最后将容性电流和总线路电流得出来。但是不同年份、不同人员使用带电测试法对同一避雷器进行测试，可能会出现较大的阻性电流数据变化，而全电流的测试结果相对比较稳定[4]。

2 各测试方法的对照研究

以上3种金属氧化锌避雷器的测试方法各有优劣。

（1）常规测试法容易受到天气的影响，但其符合《电力设备预防性试验规程》的相关要求，能够进行定期试验。但是常规测试法的判断准确性有待提高，而且需要停电测试，具有较高的检修费用。特别是出于供电需要的考虑，一些比较重要的出线间隔往往不能按期进行停电试验。

（2）在线监测法不能对阻性电流的升高进行有效的反映。在线监测法的优点在于能够实时不间断的监测，而且无需进行停电检测，但是其同样容易受到环境的影响，设计制造因素也会影响在线监测仪的性能，导致在线监测仪具有较大的故障率和较低的精度。这种测试方法不能对避雷器的实际运行工况进行全面的反映，监测中存在在电阻片劣化故障的盲点。

（3）带电测试法能够对避雷器泄漏精细化监测，从而对其内部电阻片的受潮和裂化情况进行进一步的反映，有效地提高了监测的精确度，也无需进行停电检测。但是如果要在高压柜内安装500kV母线避雷器，往往会受到空间的限制。而且如果避雷器所在线路为热备用时期，也不适合进行带电测试。而且对于单节避雷器而言，带电测试法能够通过阻性电流和全电流对其受潮情况进行比较准确的判断。但是对于两节串接的避雷器而言，带电测试法的测试准确度有所下降，也不能对避雷器是否受潮进行完全的反映。而且现场条件会对带电测试造成一定的影响，导致不同时期的测试数据具有较差的可比性，无法通过对测试结果的横向比较来判断避雷器的缺陷。

在实际应用过程中，应该对带电测试法、在线监测法和常规测试法进行综合使用，结合各种方法的优势，从而对金属氧化锌避雷器测试方案进行不断的优化，更加准确地判断金属氧化锌避雷器的运行工况。

3 结语

500kV金属氧化锌避雷器等运行维护比较便利，而且具有很高的安全可靠性和实用性，被广泛地应用于城乡电网改造。在制定金属氧化锌避雷器测试方案时，应该综合考虑常规测试法、在线监测法、带电测试法等常用的测试方法，力图更加全面、及时、准确的对金属氧化锌避雷器的运行工况进行实时反应和判断，进一步提高500kV电网运行的稳定性和安全性。

[1]刘朝晖.氧化锌避雷器泄露电流测量与分析[J].电子测试，2016（07）.

[2]刘向东.氧化锌避雷器泄露电流的检测方法研究[J].科技经济导刊，2016（02）.

[3]赵哲龙.氧化锌避雷器故障及性能分析[J].电子制作，2015（01）.

[4]聂永振.10kV配网中氧化锌避雷器的安装方法[J].企业改革与管理，2014（06）.

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1004-7344（2016）18-0264-02

2016-6-1