氧化锌避雷器带电检测方法与研究

发表时间：2020-10-13T02:08:21.953Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第14期 作者： 武洋

[导读] 由于金属氧化锌避雷器（简称MOA）没有放电间隙，氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。如果MOA在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致MOA热崩溃而发生设备爆炸事故。所以监测运行中MOA的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。根据国家电网公司颁布的《输变电设备状态检修试验规程实施细则》对运行中的MOA定期试验做出了规定，通过定期检测MOA的全电流和阻性电流，可对MOA的运行状况做出有效的分析判断。武洋

国网山西省电力公司运城供电公司 山西运城 044000

摘要：由于金属氧化锌避雷器（简称MOA）没有放电间隙，氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。如果MOA在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致MOA热崩溃而发生设备爆炸事故。所以监测运行中MOA的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。根据国家电网公司颁布的《输变电设备状态检修试验规程实施细则》对运行中的MOA定期试验做出了规定，通过定期检测MOA的全电流和阻性电流，可对MOA的运行状况做出有效的分析判断。 关键词：氧化锌避雷器；带电检测方法 前言

氧化锌ZnO避雷器是20世纪70年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。 1避雷器及避雷器带电检测概述

避雷器一般安装在带电导线与地之间，其与被保护的电气设施呈并联状态，进而避雷器可以通过对雷电影响或者对过电压能量的操作来加强电气设施的保护。当电气设施受到超过规定的电压值过大时，避雷器则通过限制电压幅值，使电气设施免遭瞬时过电，减少系统短路概率。当电压恢复平衡时，避雷器则恢复原状。

目前，对于避雷器的工作运行状态进行监测的重要手段之一即为全电流在线监测法。全电流在线监测法一般通过在35kV电压等级及以上的避雷器下端安装泄漏电流监视仪，这样即可对避雷器的全电流进行监测。通过连续监视观测泄漏电流变化趋势，对相关数据进行统计与分析，得出避雷器的工作性能，对其老化与绝缘损坏程度进行充分的了解。

避雷器全电流在线监测法虽然可以得到全电流中对于避雷器表面、内部泄露电流等总和，但是对于避雷器内壁绝缘、氧化锌片以及支架绝缘等运行情况缺失有效的反映。由此可见，在目前避雷器检测之中获取的相关数据得出的分析具有着一定片面性，还不能透彻对于避雷器的运行状态作出全面的反馈。因此，固定时间段（例如，春秋两季）对避雷器进行相应的带电检测具有着重要意义。通过带电检测，可以对于避雷器全电流、阻性电流和损耗功率有着更准确的分析，为状态检修工作提供可靠的依据。 2氧化锌避雷器的优点 2.1无串联间隙

在正常电压下，氧化锌避雷器相当于一个绝缘体，这种情况下的电压不会将氧化锌避雷器阀片烧坏，所以不需要使用串联间隙来隔离运行电压。因此就不会出现普通避雷器那样因为串联间隙所带来的一系列麻烦，有效地改善了陡波下的影响特性，放电没有延迟，限制过电压效果比较好。

2.2通流量能量大，可限制操作过电压

阀片是决定氧化锌避雷器的通流量的重要因素。这种避雷器的工作原理中可以很容易的看出，阀片就是指高纯度的氧化锌片。而且每一片氧化锌片都存在一个压敏电压值，因此决定通流量的大小在一定程度上来说是有阀片的量和氧化锌的压敏电压值所决定的。所以通流量能量大，可限制操作过电压。 2.3体积小、重量轻

氧化锌避雷器根据它的特征决定，简化了结构，它的高度只是取决于外表面对电气绝缘的要求，比氧化硅避雷器能降低1/3-1/2，在种量能减轻比1/3还多，能够节省变配电占地面积，其次还可以节约投资。 2.4泄流和断开高压

根据氧化锌避雷器的工作原理，可以看出这种变压器存在一个压敏电压，因此只要输送的电压不超过压敏电压就不会将高压引出流向大地；而在遇到雷雨天气时，即使遇到雷击，电压超过了压敏电压，会击穿压敏电阻，通过导线，将其导入大地，可以有效的将输电线的电压控制在一定的范围之内，这样可以有效的保障输电线的安全。因此氧化锌避雷器具有泄流和断开高压的有点。 3氧化锌避雷器带电测量 3.1测量方法的选择

氧化锌避雷器在线检测量验中，采用了ZD1试验仪器，该仪器具备三种功能，分别是：二次电压参考法、感应法和谐波分析法，其中谐波分析法在实际试验中极少使用。感应板法因操作安全，方便，快速，经常被采用，但是这种测量方法受电场干扰影响大，且感应板所取信号受感应板位置的影响也很大，所以试验数据波动性大。二次电压法需要从与避雷器相应的PT二次取参考电压，这一试验方法需要其他班组成员的配合，用该试验方法获得的数据很稳定，且于避雷器停运时的数据有可比性，所以，应该成为氧化锌避雷器在线检测的最主要方法。

3.2氧化锌避雷器带电测量的角度校正

一般三相氧化锌避雷器排列呈一字型，运行中的三相氧化锌避雷器，通过杂散电容相互作用，使两边相避雷器底部总泄漏电流发生相位变化，由于间隔内相间干扰使被测相氧化锌避雷器的泄漏电流发生变化，会引起被测相氧化锌避雷器电压基波与总电流基波φU-Ix发生变化，氧化锌避雷器在持续运行电压下正常运行，因为IR/IX小于等于25%，故φU-Ix为80°-85°，φU-Ix如果偏离，则所测参数便偏离真实值，给测量带来误差。A，B，C（边，中，边）三相氧化锌避雷器一字形排列，运行时的电流和电压向量，A，C两相相对B相的作用是对称的，相互抵消。因此，在测量B相氧化锌避雷器时，电流探头从B相氧化锌避雷器泄漏电流监测仪取总电流IX信号，电压探头与B相PT二次绕组联接，即可进行测量。 4氧化锌避雷器的试验 4.1试验项目的意义

（一）可初步了解其内部是否受潮，及时发现缺陷。（二）主要检查阀片是否受潮，确定其动作特性和保护特性是否符合要求，以直流电压和电流方式来表明阀片的伏安特性线饱和点的位置。（三）75%U1MA一般比最大工作相电压（峰值）要高一些，在此电压下主要检测长期允许工作电流是否符合规定因为这一电流与MOA的使命有直接关系，一般在同一温度下泄漏电流与寿命成反比。 4.2氧化锌避雷器的试验步骤及保护安全设施

（一）预试在雷雨季节前进行，试验前检查：检查外部有无裂纹，破碎、绝缘瓷筒是否完整，表面有无闪络痕迹，左右摇晃有无异响。

（二）测量绝缘电阻：使用2500V或者以上的摇表，测量前先对其进行开路、短路试验。用2500V以上兆欧表，摇测避雷器的两极绝缘电阻，1min，记录绝缘电阻，应当注意，无间隙氧化避雷器35KV以上，绝缘电阻不得小于2500MΩ，35KV以下，绝缘电阻不得小于1000MΩ。测完后对避雷器的两极要充分放电。

（三）直流1mA电压u1mA，及0.75u1mA下的泄露电流测量：将避雷器表边擦拭干净；采用高压直流发生器进行所有接线后升压，将电流升至1mA，读取电压值U1mA，降压至零。如果在升压过程中电流突变应放慢升压速度；计算0.75倍u1mA值，升压至0.75倍u1mA测量泄露电流大小，并记录。降压至零，关闭试验器并对避雷器用接地杆充分放电挂接地线，拆除试验接线。 5结束语

综上所述，氧化锌避雷器具有着较好的无间隙、无续流以及非线性等优势，已经逐渐取代传统的类型的避雷器，发展成为目前我国电力系统之中对于预防过电压的主要设备之一。氧化锌避雷器的运行状况以及可靠程度将直接影响到整个电力系统的安全与稳定。因此，要加强对于氧化锌避雷器的带电检测技术以及在线监测水平，并在操作过程之中严格把握操作规程，这样才能够更好的发现与解决故障，进而防止事故的发生。 参考文献

[1]王金海.金属氧化锌避雷器在线监测原理及系统研究[D].华北电力大学，2014. [2]邓维.氧化锌避雷器泄漏电流网络化在线监测系统[D].湖南大学，2002.

[3]尹明.MOA绝缘在线监测装置设计及其信号处理问题的探讨[D].湖南大学，2003.