氧化锌避雷器因其优异的非线性伏安特性,在电力系统中广泛应用,用以限制过电压、保护电气设备绝缘。准确测量氧化锌避雷器的阻性电流,对于评估其运行状态、及时发现潜在故障至关重要。氧化锌避雷器阻性电流测试仪是实现这一测量的关键工具,本文将详细阐述其现场测量方法。
测量前准备
仪器检查
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外观检查:查看测试仪外壳有无破损、显示屏是否清晰完整、按键是否灵敏。确保仪器外观无明显缺陷,避免因仪器硬件问题影响测量。
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功能自检:接通测试仪电源,按照仪器操作手册进行功能自检。检查仪器的采样、数据处理、显示等功能是否正常。例如,部分测试仪可通过内置的自检程序,模拟输入信号,查看仪器能否准确显示全电流、阻性电流、电压等参数的模拟值。
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电池电量检查:若测试仪采用电池供电,检查电池电量是否充足。对于可充电电池,确保在现场测量前已充满电,以免测量过程中因电量不足导致测量中断。
测试现场准备
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安全措施落实:在测量现场设置明显的安全警示标识,如 “止步,高压危险” 等。确保测试区域与其他人员活动区域有效隔离,防止无关人员误入。测试人员应穿戴符合安全标准的绝缘手套、绝缘鞋等防护装备。
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测试环境评估:检查测试现场的环境条件,包括温度、湿度、电磁干扰等。应尽量避免在高温、高湿或强电磁干扰环境下进行测量。例如,在高温环境下,避雷器的电阻片性能可能发生变化,影响测量结果准确性;强电磁干扰可能导致测试仪采集的信号出现偏差。
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避雷器外观检查:在连接测试仪之前,对氧化锌避雷器进行外观检查。查看避雷器有无破损、放电痕迹、瓷套污秽等情况。若发现避雷器外观存在明显异常,应先进行记录并评估其对测量结果的可能影响。
测试接线准备
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有线模式:将泄漏电流信号线插头插入测试仪的电流信号输入端。对于有放电计数器的避雷器,使用绝缘竿将信号线夹子夹到被测相 MOA 放电计数器上端;在试验室内,若 MOA 无放电计数器,可将其放置在绝缘板上,从 MOA 下端获取电流信号。注意,电流信号不能使用加长线,以免引入额外干扰。
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无线模式:与有线模式类似,先将泄漏电流信号线插头插入测试仪,但仅需获取电流信号即可进行测量。此模式下,通常只需获取 B 相电流信号作为快速测试,依次连接 A、B、C 相放电计数器上端,当打印机开始工作时,表明一相测量周期结束。
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将参考电压信号线一端插入测试仪的参考电压插座。另一端接被测相 PT 二次低压输出,小黑夹子接中性点 (x),小红夹子接待测相电压 (a/b/c)。若 PT 距离较远,可使用加长线,但需确保加长线的屏蔽性能良好,防止信号衰减和干扰。在外施法测量时,参考电压线接升压变压器的测量绕组。
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接地线连接:测量前,务必先连接好接地线。将测试仪的接地线牢固连接到可靠的接地极上,确保接地良好。若接地点存在油漆或锈蚀,应先清除干净,以保证接地电阻符合要求。测量完成后,最后拆除接地线,防止触电事故发生。
测量操作步骤
有线模式测量操作
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参数设置:打开测试仪电源,进入参数设置界面。设置测量参数,如 PT 变比(若有)、测量方式(通常选择有线测量)、相角补偿方式(推荐 “禁止补偿” 模式或 “手动补偿” 模式且补偿角度为零,若采用其他补偿模式,需与历次测量保持一致并记录)等。
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信号采集与测量:完成参数设置后,启动测试仪开始采集电流和电压信号。测试仪通过傅立叶变换等算法对采集到的信号进行分析处理,得到电压基波 U1、电流基波峰值 Ix1p 和电流电压角度 φ。进而计算出与电压同相分量的阻性电流基波峰值 (Ir1p),计算公式为 Ir1p = Ix1pCOSφ,正交分量即容性电流基波峰值 (Iclp) 为 Ic1p = Ix1pSINφ 。
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数据记录与分析:待测量数据稳定后,记录全电流、阻性电流、相位角、PT 变比等关键数据。对测量数据进行初步分析,例如,根据 “阻性电流不能超过总电流的 25%” 的要求,判断 φ 角是否符合标准(一般情况下,无 “相间干扰” 时,φ 大多在 81° - 86° 之间,按要求 φ 不能小于 75.5°)。
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多相测量:若需测量三相避雷器,按照上述步骤依次对 A、B、C 相进行测量,并记录相应数据。
无线模式测量操作
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参数设置:开启测试仪,在参数设置中选择无线测量模式。部分测试仪可能需要设置一些基本参数,如测量名称等,以便后续数据存储和识别。
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电流信号采集与测量:将电流信号线连接到被测相 MOA 放电计数器上端(与有线模式下电流接线类似),启动测量。测试仪仅通过采集到的电流信号,利用内部算法计算出全电流和阻性电流。此模式下,由于仅依据电流信号测量,测量速度相对较快,但测量精度可能受一定影响。
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数据记录与多相测量:数据稳定后,记录测量数据。按照顺序依次测量 A、B、C 相避雷器,当完成一相测量后,打印机开始工作提示该相测量结束,直至完成三相测量。
测量结果分析与判断
参照标准法
将测量得到的阻性电流、全电流等数据与相关标准进行对比。例如,依据电力行业标准,阻性电流一般不应超过全电流的 25%,相角 Φ 通常不能小于 75° 。若测量数据超出标准范围,需进一步分析原因。
横向比较法
对同厂家、同批次的氧化锌避雷器测量数据进行横向对比。正常情况下,同类型避雷器的测量参数应具有相似性。若某一避雷器的阻性电流等参数与其他同批次避雷器相比存在显著差异,则可能表明该避雷器存在异常。
三相比较纵向比较法
对同一避雷器在不同时间、相同环境条件下的测量数据进行纵向比较。例如,新投运的避雷器在半年内进行首次测量,此后每年雷雨季到来之前进行测量。对比不同时期的测量数据,观察阻性电流基波峰值初值差(与前次或初始值比较)应≤50%;全电流初值差(与前次或初始值比较)应≤20%;泄漏电流初值差(与前次或初始值比较)应≤20% 。若某一参数变化超出上述范围,需关注避雷器的运行状态变化。
综合分析法
当怀疑避雷器泄漏电流存在异常时,不能仅依据单一数据判断,应结合相位角分析、红外精确测温、高频局放测试等多种手段进行综合分析。例如,若阻性电流增大,同时相位角发生明显变化,且通过红外测温发现避雷器局部温度异常升高,可能表明避雷器存在受潮、老化等问题,必要时应开展停电诊断试验,以准确评估避雷器的性能。
注意事项
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测试环境要求:尽量选择天气良好时进行测量,避免在雷雨、大风等恶劣天气下操作,防止发生安全事故和测量误差。
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PT 电压获取:若采用 PT 二次法获取参考电压,应确保从 PT 的计量或测量端子引取电压,避免从保护端子引取,以防引起保护误动作。接线过程中,要防止 PT 二次短路。
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电流线连接顺序:连接电流线时,应先连接接地端,再连接信号端;拆除时顺序相反,先拆信号端,再拆接地端。
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放电计数器检查:连接电流线夹子后,观察放电计数器电流指针是否回到零位。若未回零,可能是计数器卡涩或仪器接地不良,应及时处理后再进行测量。
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人员与设备安全:测量过程中,人员和物体严禁靠近氧化锌避雷器底法兰,防止触电。测试完毕,先断开电流、电压线,再关闭仪器电源。
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数据存储与管理:测试仪内存通常可储存一定数量的测量结果(如部分仪器可储存 200 次测量结果),当超过存储容量时,最早的记录将被覆盖。因此,需及时抄录或导出测量数据到外部存储设备(如 U 盘),以便长期保存和后续分析。
通过严格遵循上述现场测量方法、正确分析测量结果并注意各项事项,能够准确使用氧化锌避雷器阻性电流测试仪,有效评估氧化锌避雷器的运行状态,保障电力系统的安全稳定运行。