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2019-12-25
引言
氧化鋅避雷器因其*的過電壓保護(hù)特性而逐步取代了老式的閥式避雷器,在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但氧化鋅避雷器閥片老化以及經(jīng)受熱和沖擊破壞會引起故障,嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致爆炸,避雷器擊穿還會導(dǎo)致變電站母線短路,影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此,必須對運(yùn)行中的氧化鋅避雷器進(jìn)行嚴(yán)格有效的檢測和定期預(yù)防性試驗(yàn),開展氧化鋅避雷器在線監(jiān)測。由于氧化鋅避雷器預(yù)試(特別是主變?nèi)齻?cè)避雷器)必須停運(yùn)主設(shè)備,會影響設(shè)備的運(yùn)行可靠性,而且有時受運(yùn)行方式的限制無法停運(yùn)主設(shè)備,導(dǎo)致避雷器不能按時預(yù)試。因此,氧化鋅避雷器的帶電測試與在線監(jiān)測顯得尤為重要。
一、氧化鋅避雷器的工作原理
氧化鋅ZnO避雷器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型避雷器,它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關(guān)電壓(叫壓敏電阻),在正常的工作電壓下(即小于壓敏電壓)壓敏電阻值很大,相當(dāng)于絕緣狀態(tài),但在沖擊電壓作用下(大于壓敏電壓),壓敏電阻呈低值被擊穿,相當(dāng)于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài),是可以恢復(fù)的;當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后,它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)。因此,在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后,當(dāng)雷擊時,雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過壓敏電阻流入大地,使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi),從而保護(hù)了電器設(shè)備的安全。
二、百試通BSYZ-601氧化鋅避雷器帶電測試的理論依據(jù)
1.氧化鋅避雷器帶電測試的重要性
氧化鋅避雷器在運(yùn)行中由于其閥片老化、受潮等原因,容易引起故障,這將導(dǎo)致主設(shè)備得不到保護(hù),嚴(yán)重時可能發(fā)生爆炸,影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。而氧化鋅避雷器預(yù)試必須停運(yùn)主設(shè)備,會影響設(shè)備的運(yùn)行可靠性,而且有時受運(yùn)行方式的限制無法停運(yùn)主設(shè)備,導(dǎo)致避雷器不能按時預(yù)試。因此,氧化鋅避雷器的帶電測試與在線監(jiān)測顯得尤為重要。
2.氧化鋅避雷器帶電測試的目的
利用氧化鋅避雷器的帶電測量,測得避雷器阻性電流與總泄露電流的比值,即氧化鋅避雷器的阻性電流分量,來判斷避雷器的受潮及老化狀況。因氧化鋅避雷器在閥片老化以及經(jīng)受熱和沖擊破壞以及內(nèi)部受潮時,氧化鋅避雷器的有功損耗加劇,也即避雷器泄露電流中的阻性電流分量會明顯增大,從而在氧化鋅避雷器內(nèi)部產(chǎn)生熱量,使得氧化鋅避雷器閥片進(jìn)一步老化,產(chǎn)生惡性循環(huán),破壞氧化鋅避雷器內(nèi)部穩(wěn)定性。通過氧化性避雷器帶電測量有功分量,及時發(fā)現(xiàn)有問題的氧化鋅避雷器,將設(shè)備故障杜絕在萌芽狀態(tài)。
3.影響氧化鋅避雷器帶電測試因素
影響氧化鋅避雷器帶電測試的因素很多,主要有間隔內(nèi)相間干擾、測試方法、表面污穢等因素。而表面污穢可以在現(xiàn)場通過對氧化鋅避雷器的表面清潔處理得到解決,這里主要排除間隔內(nèi)相間干擾、測試方法對測量帶來的影響。
三、百試通BSYZ-601氧化鋅避雷器帶電測試
1.測試方法的選擇
氧化鋅避雷器在線檢測試驗(yàn)中,采用了ZD1試驗(yàn)儀器,該儀器具備三種功能,分別是:二次電壓參考法、感應(yīng)法和諧波分析法,其中諧波分析法在實(shí)際試驗(yàn)中極少使用。感應(yīng)板法因操作安全,方便,快速,經(jīng)常被采用,但是這種測試方法受電場干擾影響大,且感應(yīng)板所取信號受感應(yīng)板位置的影響也很大,所以試驗(yàn)數(shù)據(jù)波動性大。二次電壓法需要從與避雷器相應(yīng)的PT二次取參考電壓,這一試驗(yàn)方法需要其他班組成員的配合,用該試驗(yàn)方法獲得的數(shù)據(jù)很穩(wěn)定,且于避雷器停運(yùn)時的數(shù)據(jù)有可比性,所以,應(yīng)該成為氧化鋅避雷器在線檢測的主要方法。
以下為感應(yīng)板法和二次電壓法進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)(注:比較數(shù)據(jù)為投運(yùn)前對避雷器工頻參考電壓下測量的數(shù)據(jù)):
通過上表的比較可以發(fā)現(xiàn),二次電壓法測得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,而感應(yīng)板法的數(shù)據(jù)偏大,且A、C兩相的誤差比較大。
2.氧化鋅避雷器帶電測試的角度校正
一般三相氧化鋅避雷器排列呈一字型,運(yùn)行中的三相氧化鋅避雷器,通過雜散電容相互作用,使兩邊相避雷器底部總泄漏電流發(fā)生相位變化,由于間隔內(nèi)相間干擾使被測相氧化鋅避雷器的泄漏電流發(fā)生變化,會引起被測相氧化鋅避雷器電壓基波與總電流基波φU-Ix 發(fā)生變化,氧化鋅避雷器在持續(xù)運(yùn)行電壓下正常運(yùn)行,因?yàn)镮R/ IX小于等于25%,故φU-Ix 為80°~85°,φU-Ix如果偏離,則所測參數(shù)便偏離真實(shí)值,給測量帶來誤差。A,B,C(邊,中,邊)三相氧化鋅避雷器一字形排列,運(yùn)行時的電流和電壓向量(見圖1),A,C兩相相對B相的作用是對稱的,相互抵消。因此,在測量B相氧化鋅避雷器時,電流探頭從B相氧化鋅避雷器泄漏電流監(jiān)測儀取總電流IX信號,電壓探頭與B相PT二次繞組聯(lián)接,即可進(jìn)行測量。
測量A相氧化鋅避雷器時,由于B相氧化鋅避雷器對A相氧化鋅避雷器的作用,可以考慮測試前輸入一個校正角度φ0,使測試時的φU-Ix 接近真實(shí)值。首先電壓取A相PT二次信號,電流取C相 氧化鋅避雷器電流信號,測φU-Ix記為φC ,然后電流取A相氧化鋅避雷器電流信號,測出φU-Ix記為φA ,此時一切讀數(shù)均為氧化鋅避雷器未校正的讀數(shù),IA與IC的夾角為120°,B相對C相的影響和B 相對A相的影響是對稱的,故φOC=-φOA (見圖1),得:
校正角φOA=(φC-φA -120°)/2
采用角度校正前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較如下:
根據(jù)江蘇省電力公司《江蘇省電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》“若測量的組性電流與初始值比較有比較明顯的變化時,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測,當(dāng)阻性電流增加1倍時,應(yīng)停電檢查。”“泄露電流有功分量測量值應(yīng)小于等于全電流的25%”,未引入角度校正的數(shù)據(jù)中,出線1的C相已經(jīng)接近臨界值,而出線2的C相則已經(jīng)超標(biāo),而出線1的A相與出線2的A相都明顯偏小,與對應(yīng)數(shù)據(jù)相差比較大,兩組氧化鋅避雷器一組需要加強(qiáng)監(jiān)測,一組需要停運(yùn)檢查。引入角度校正的數(shù)據(jù)則表明兩組氧化鋅避雷器運(yùn)行狀況良好。
四、氧化鋅避雷器的技術(shù)管理
加強(qiáng)對氧化鋅避雷器的技術(shù)管理工作,即對運(yùn)行在網(wǎng)上的每一只氧化鋅避雷器建立技術(shù)檔案,對出廠報告、定期測試報告及在線監(jiān)測儀的運(yùn)行記錄均要存入技術(shù)檔案,直至該避雷器退出運(yùn)行。
據(jù)國外有關(guān)技術(shù)資料統(tǒng)計,氧化鋅避雷器損壞的原因有雷電和操作過電壓,受潮、污閃、系統(tǒng)條件、本身故障等,但仍有一定比例損壞的原因不詳,故仍有其在運(yùn)行中對事故原因不明確的問題。又因氧化鋅避雷器的劣化速度的離散性,及雷電、操作過電壓、諧波、運(yùn)行環(huán)境等的隨機(jī)性,都決定著氧化鋅避雷器的安全運(yùn)行的可靠性,故需在今后的工作實(shí)踐中去研究、實(shí)驗(yàn)、探索和總結(jié),以使得其在運(yùn)行中的不安全因素可得以預(yù)防和完善。
結(jié)論
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