江２０１３年３月 苏电机工程 第３２卷第２期 ５７ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 氧化锌避雷器带电测试方法应用分析 王静君 ，李文书 ，杜积贵 （１．江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３；２．南京供电公司，江苏南京２１００１３） 摘 要：氧化锌避雷器（ＭＯＡ）带电测试可分为参考电压信号法（补偿法）和不取参考电压信号法。依据对参考角度设定 的不同方式，不取电压参考信号法又可分为角度提前设定、电流法设定和依据统计原理设定 通过现场测试．比较分析了 不取参考电压信号法的不同角度设定方式测试结果的差别 总结其相关规律．且为试验人员今后更好地判断试验结果提 供了参考。 关键词：氧化锌避雷器；带电测试：全电流：阻性电流 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标志码：Ｂ 金属氧化物避雷器（ＭＯＡ）．是电力系统中防止 过电压的主要设备…．目前现场对ＭＯＡ进行检测的 方法主要有直流参考电压法（进口设备一般采用交流 参考电压法）和交流泄漏电流法（包括全电流及阻性 电流），检测方式有停电试验、在线监测和带电测试 停电试验是精度最高的测试方式．但较大地影响了系 统的运行方式及供电可靠性．因此试验周期较长。在 线监测无需停电就可实现对检测设备的状态．但目前 只是在放电计数器内加装了简单的泄漏电流表．精度 及灵敏度难以达到要求＿２］ 介于停电试验与在线监测 之间．带电测试兼有前两者的优点．并克服了前两者 的缺点．在不停电方式下．即可检测ＭＯＡ的全电流、 阻性电流．且检测精度较高 因此对Ｍ０Ａ进行带电 测试是非常有必要的 １ ＭＯＡ带电测试的原理 目前ＭＯＡ带电检测方法的原理有：总泄漏电流 法、阻性电流三次谐波法、补偿法、基波法、谐波分析 法。但现场运用比较多、研究比较深入的是补偿法和 基波法 按照现场测量取电压信号的不同方式．可以 分为取电压互感器（Ｔｖ）二次信号和不取Ｔｖ二次信 号２种方法 取参考电压信号基于的是补偿法原理． 不取参考电压信号基于的是基波法原理［３， 。 １．１参考电压信号法的测量原理 通过无线方式（有线方式）发送同步信号，电压隔 离器把Ｔｖ的二次信号经过 Ｄ变换成数字信号．再 经无线信道（有线信道）传输至仪器。仪器经过傅里叶 变换．取出基波．然后用投影法计算出阻性电流基波 峰值／ｒｌｐ＝／ｘｌｐ×ＣＯＳ ，因基波数值稳定，故可采用 和Ｉｒｌｐ均能直观衡量ＭＯＡ性能 由于Ｂ相对Ａ相、Ｃ相Ｍ０Ｖ的作用是对称的． 使Ａ相、Ｃ相氧化锌避雷器阻性电流的相位差大于实 收稿日期：２０１２—１０—３０：修回日期：２０ｌ２—１２—１７ 文章编号：１００９—０６６５（２０１３）０２—００５７—０３ 际值。假设，ａ、 无干扰时相位相差１２０。．按相间干扰 的对称性，以Ｂ相 为准，Ａ相 减小的数值基本等于 Ｃ相 增加的数值，如图ｌ所示，由此可以计算相间干 扰角度。 ，ａ有干扰 ，ａ无干 图１ Ａ相和Ｃ相受Ｂ相影响的相间干扰 如果测量时考虑相问干扰．可对Ａ相、Ｃ相补偿角 度，把该补偿角度“加”到 中。该补偿法实际是对Ａ 相、Ｃ相阻性电流进行了平均，也有可能掩盖问题。 １．２不取参考电压信号法的测量原理 在无法获取电压互感器二次侧的信号或者其他某 些特殊情况下．取参考电压信号的ＭＯＡ带电测试仪就 无法使用 在这种情况下．需要使用不取参考电压信号 的ＭＯＡ带电测试仪 按照对参考角度设定、计算的方 式，可以分为３种：角度提前设定、电流法设定和依据统 计原理审定角度 （１）角度提前设定。无参考电压时，先测量Ａ，Ｂ，Ｃ 三相的全电流／ｘａ，／ｘｂ．／ｘｃ。根据Ａ，Ｂ，Ｃ三相Ｍ０Ａ基 本是平衡的原理，先假设Ｂ相一个角度（例如８０。），再 测量出 ａｂ， 。ｂ，计算出 ， 。，计算出Ａ，Ｂ，Ｃ三相的阻 性电流 如果计算的三相阻性电流不平衡．再调整假设 的Ｂ相角度．最终计算出三相的阻性电流 （２）依据统计原理设定角度。输入Ｂ相电流和电 压的相位差值（默认为８３．５。．输入到仪器中的Ｂ相参 考相位差值如果是现场实测的统计值．测试结果更准 ５８ 江苏 电机工程 确）．根据实测的Ｂ相电流相位推算得到Ｂ相的电压 相位．根据系统三相电压差１２０。的规律．计算出Ａ相 和Ｃ相电压的相位．从而计算出Ａ相和Ｃ相的电流电 压相位差值．然后求取相应的一系列参量 对同一母线 表１仪器Ａ在试验环境下的测试数据 场的Ｍ０Ａ测量输入的Ｂ相参考相位差值保持一致． 那么测试结果的历史趋势对比可以很好地反应ＭＯＡ 绝缘状况的变化。数据结果的判断方法是：如果Ａ相、 Ｃ相两相数据均不正常。初步判断Ｂ相存在问题（基 准错误）；如果Ａ相、Ｃ相某一相数据异常，那就是数 据异常的某相存在问题 ＡＩｘｌｐ￣Ｉｘｌｐ’＝（Ｉｘｌｐ—Ｉｘｌｐ’）￣Ｉｘｌｐ’ｘ１００％ 根据表１的数 据，对于同一台仪器Ａ，在取电压信号的模式下，全电 流值 、阻性电流值Ｉｘｌｐ与参考值很接近，误差很小 在不取电压信号的模式下．全电流值与参考值的误差 （３）电流法设定 电流法只需要输入一个电流信 号即可．因此接线和测量十分简单 仪器取入Ｍ０Ａ电 流信号后，对ＭＯＡ电流信号进行快速傅立叶变换．可 以得出总泄漏电流 的一次基波峰值Ｉｘｌ 根据统计 原理．人为的在，ｃ方向产生一个与，ｃ相反电流矢量 Ｉｃｌｐ’。通过软件处理改变，ｃ１ｐ’的大小．在，ｒ方向上总 可以得到一个最小值．这个最小值就是阻性电流的一 次基波峰值，如图２所示。此种方法从原理上．也是假 定角度 Ｉ：■ Ｌ ● ／／一 ． ＼＼ Ｔ Ｉｒｌｐ’／ 』’图２电流法原理示意图 电流法设定的原理与示波器法比较类似．但是还 没有经过权威机构认证，目前在国内还存有争议．这种 方法只是一种测量ＭＯＡ的辅助方法。 ２不同原理的现场实测比较 为了更好地对各种不同原理的ＭＯＡ带电测试仪 进行比较，组织一些厂家的仪器分别在试验室停电环 境下和变电站带电环境下进行测试 ２．１角度提前设定的测试数据比较 仪器Ａ是具有取电压信号和不取电压信号２种 测量模式。仪器Ａ在试验室环境下对一节标准ＭＯＡ 进行的测试数据．如表１所示．其参考值 －：０．７７８ ｍＡ，Ｉｘｌｐ’＝０．２ ｍＡ。 表１中，仪器Ａ不取电压信号时．采用的是角度 提前设定的方法，ＡＩｘ／Ｉｘ’＝（ ’） ’ｘ１００％． 比较小，但是阻性电流值与参考值的误差较大．相对误 差达５１．５％。这表明，对于同一种仪器．在同样的测试 条件下，采用取电压信号的模式，全电流值、阻性电流 值这两个测试数据的准确度都比较高：若采用不取电 压信号的模式．全电流值的准确度也较高．但阻性电流 值与参考值相比要偏小．准确度较差 另外，从仪器Ａ的２种模式下的数据对比来看． 在不取电压信号的模式下测得的阻性电流值会比取 电压信号下测得的数据偏大一些．而阻性电流值 ｌ口 会偏小。这说明，在无法取得电压信号或不取电压信号 情况下。若采用角度提前设定的方法对ＭＯＡ进行带 电检测．所预设的角度与实际情况不太相符．由此所测 得的全电流值 与实际值相比要偏大．而阻性电流值 Ｉｘｌｐ要偏小，且阻性电流值 １ｐ的误差很大，无法反 映ＭＯＡ的实际情况。对于采用预设角度的不取电压 信号的测量方法．还需要进一步的改进完善 为了更好地比较不同测试模式下测试数据的准确 性，选取仪器Ｂ、仪器Ｃ在试验变电站现场对ＭＯＡ进 行带电测试。仪器Ｂ、仪器Ｃ在２种不同模式下的测 试数据如表２所示，其参考值 ’：０．５６８ ｍＡ，Ｉｘｌｐ’： ０．０８８ ｍＡ。 表２ ２台仪器在不同模式下的现场带电测试数据 表２中，仪器Ｂ、仪器Ｃ在不取电压信号测试时． 采用的是角度提前设定的方法。根据表２的数据．仪器 Ｂ、仪器Ｃ在取电压信号模式下测得的全电流值 和 阻性电流值Ｉｘｌｐ基本一致。一般来说．在取电压信号 模式下测得的数据与实际值是比较接近的．且这２个 仪器测得的数据也基本一致．可以认为试验变电站现 场ＭＯＡ带电测试的参考值就是这２台仪器在取电压 王静君等：氧化锌避雷器带电测试方法应用分析 ５９ 信号下测得的数据。从仪器Ｂ、仪器Ｃ这２种模式下 的数据对比可发现．在不取电压信号模式下．全电流值 偏大，阻性电流值／ｘｌｐ偏小。 结合表１、表２的测试数据及分析．可以得出一个 初步的结论：在不取电压信号模式下，若采用角度提前 设定的方法．全电流值 的测试数据会比实际值偏 大，阻性电流值Ｉｘｌｐ偏小：若采用按照统计原理设定 角度的方法，全电流值 的值与实际值基本一致．阻 性电流值（有效值，ｒ）比实际值偏大一些 因此，在对不取电压信号的测试数据进行分析时． 必须按照不同的原理，进行相应测试数据误差的修正． 以提高测试的准确性 具体的误差修正方法还需要根 据不同的仪器进行进一步的分析研究 设定的方法．所测得的全电流值 比实际会略微偏 大，阻性电流值Ｉｘｌｐ会偏小，而且在有些情况下．Ｉｘｌｐ 与参考值的误差还很大 ２－２依据统计原理设定角度的测试数据比较 有些厂家在设计不取电压信号模式的测量时．采 用的是依据统计原理设定角度的方法 ２台仪器采用 此统计原理设定角度的现场测试数据如表３所示．其 参考值 ’＝０．５６８ ｍＡ．／ｘｌｐ’＝０．０４２ ｍＡ 表３ ２台仪器在不同模式下的现场带电测试数据 ３结束语 通过此次对不取电压信号模式下ＭＯＡ带电测试 仪的现场试验．研究分析了不同模式下测试数据的误 差，与取电压信号的模式相比。还存在较大的不足．需 要今后进一步的改进完善 虽然不取电压信号还存在 一些问题，但是对于一些无法取电压信号的场合．可以 进行定性试验．这对检修人员掌握ＭＯＡ的运行情况还 是很有帮助的．且是今后的一个发展方向 参考文献： ［１］张则景．浅析氧化锌避雷器在线测试方法［Ｊ］．电机电器．２００９． ２８（２２）：４８—５１． ［２］陈忠．郭波．蔡泽祥．提高氧化锌避雷器现场带电测试精度 表３中，仪器Ｄ、仪器Ｅ测得的阻性电流值是有效 值．非峰值 若以２台仪器在取电压信号下的测试值为 参考值（一般情况下，取电压信号的测试值较为准确）， 从表３的测试数据可以知道．在不取电压信号下．依据 的新措施［Ｊ］．南方电网技术，２０１０，０４（１）：９５—９８． ［３］李雪，包玉树．朱琦．新型氧化锌避雷器带电测试仪校验方 法探讨［Ｊ］．江苏电机工程，２００９，２８（６）：６３—６５． ［４］高自伟．张大为．黄杰．氧化锌避雷器带电检测方法及应用分 析［Ｊ］．黑龙江电力，２００８，３０（４）：２９５－３００． 统计原理设定角度测得的全电流值 与取电压信号 下测得的全电流值 一致．阻性电流值（有效值，ｒ）要 偏大一些。 ２．３总结分析 作者简介： 王静君（１９８０），男，江苏无锡人，工程师，从事高电压试验方面的工 作： 在对ＭＯＡ进行带电测试时．采用取电压信号的 模式，全电流值 、阻性电流值 １ｐ的测试数据准确 度比较高 在不取电压信号的模式下．若采用角度提前 李文书（１９７６），男，江苏涟水人，工程师，从事变电安全管理工作； 杜积贵（１９７３），男，江苏南京人，高级工，从事配电线路运行维护工 作。 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｏｔ Ｌｉｎｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ＭＯＡ ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ－ｊｕｎ ，ＬＩ Ｗｅｎ－ｓｈｕ ，ＤＵ Ｊｉ—ｇｕｉ （１．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１ １ １０３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｇｎａｌ，ｔｈｅ ｈｏｔ ｌｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ＭＯＡ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｈ ｔａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｎａｌ（ｇＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ａｃｔ）ａｎｄ ｈｅｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｎａ１ｇ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｗａｙｓ ｔｏ ｓｅｔ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｉｇｎａｌ Ｃａｌｌ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅ，ｓｅｔｔｉｎｇ ｂｙ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｍｐａｒｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｐａｒｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｂｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｌａｗｓ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｉｎ ｈｅ ｔｆｕｔｕｒｅ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｊｕｄｇｅ ｈｅｔ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＭＯＡ；ｈｏｔ １ｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ；ｔｏｔａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ；ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
