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金属氧化物避雷器(MOA)的试验方法

时间:2018-09-13 15:55:43        阅读:89
文章标题:金属氧化物避雷器(MOA)的试验方法关  键 词:金属,氧化物,避雷器,MOA,试验方法概      述:一、绝缘电阻的测量 金属氧化物避雷器由金属氧化物阀片串联组成,没有火花间隙与并联电阻。通过测量其绝缘电阻,可以发现内部受潮及瓷质裂纹等缺陷。 《规程》规定:对35kV及以下金属

一、绝缘电阻的测量

金属氧化物避雷器由金属氧化物阀片串联组成,没有火花间隙与并联电阻。通过测量其绝缘电阻,可以发现内部受潮及瓷质裂纹等缺陷。

《规程》规定:对35kV及以下金属氧化物避雷器用2500V绝缘电阻测试仪测量每节绝缘电阻,应不低于1000MΩ;对35kV以上金属氧化物避雷器用2500V或5000V绝缘电阻测试仪测量每节的绝缘电阻,应不低于2500MΩ。

进口金属氧化物避雷器每节的绝缘电阻一般按厂家的标准。如日本明电舍规定:对ZSE—C2Z型294kV金属氧化物避雷器应使用1000V绝缘电阻测试仪,绝缘电阻不低于2000MΩ。

二、测量直流1mA电压U1mA及75%U1mA电压下的泄漏电流

金属氧化物阀片和碳化硅阀片的非线性关系如图1-1所示。阀片的电阻值和通过的电流有关,电流大时电阻小,电流小时电阻大。也就是说在运行电压U1下,阀片相当于一个很高的电阻,阀片中流过很小的电阻维持一适当的残压U2,从而起到保护设备安全的作用。从图1-1可以看出,MOA阀片具有较SiC阀片更优良的非线性曲线。

金属氧化物(MOA)阀片和碳化硅(SiC)阀片的非线性关系
图1-1 金属氧化物(MOA)阀片和碳化硅(SiC)阀片的非线性关系
U1—工频运行电压;U2—雷电流下避雷器的残压;
I1、I2、I3—运行电压下MOA、SiC线性电阻的交流泄漏电流;I—雷电流

使用ZGF-540直流高压发生器测量其直流电压U1mA及75%U1mA电压下的泄漏电流和测量FZ、FCZ型避雷器的电导的电流的目的相同是为了检查其非线性特性及红外线绝缘性能。

U1mA为试品通过1mA直流时,被试避雷器两端的电压值。《规程》规定:1mA电压值U1mA与初始值比较,变化应不大于±5%。0.75U1mA电压下的泄漏电流应不大于50μA。也就是说,在电压降低25%时,合格的金属氧化物避雷器的泄漏电流大幅度降低,从1000μA降至50μA以下。

若U1mA电压下降或0.75U1mA下泄漏电流明显增大,就可能是避雷器阀片受潮老化或瓷质有裂纹。测量时,为防止表面泄漏电流的影响,应将瓷套表面擦净或加屏蔽措施,并注意气候的影响。一般金属氧化物阀片U1mA的温度系数约为(0.05~0.17)%/℃,即温度每增高10℃,U1mA约降低1%,必要时可进行换算。

三、运行电压下交流泄漏电流测量

目前许多单位都采用ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪或国产类似仪器对金属氧化物避雷器在运行电压下的交流泄漏电流进行监测。ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪的测量原理框图如图1-2所示。避雷器中流过的全电流Ix由TA测取,输入到差分放大器的“﹣”端;另外,从分压器取得成比例的同相电压信号Es,经移相器移90°得Es0再经可控增益放大后进入差分放电器的“﹢”端,差分放大器的输出(Ix—G0Es0)乘Es0,然后对时间积分,改变可控增益放大器的增益(增益调节自动进行),使积分结果为零,即Ix的容性分量被补偿掉,结果差分放大器输出只含阻性分量IR

LCD—4型阻性电流检测仪测试原理框图
图1-2 ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪测试原理框图

用ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪可以测得运行电压下避雷器的泄漏电流(全电流)及其有功分量(阻性电流)和无功分量(容性电流)、功率损耗PX等。

试验研究表明:当金属氧化物避雷器阀片受潮或老化时,阻性电流幅值增加很快,因此监测阻性电流可以有效地监测避雷器绝缘状况。

《规程》规定:当泄漏电流有功分量增加到2倍初始值时,应停电进行检查。国内有些单位自己制定了某些判断标准,如有的单位规定当330kV金属氧化物避雷器的阻性电流峰值超过0.3mA、110~220kV金属每人每年避雷器的阻性电流峰值超过0.2mA或测量值较初始值有明显增加时,应进行停电试验,以判断绝缘优劣。

表1-1示出了西北某变电所一组330kV金属氧化物避雷器用ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪检测的实例。对表1-1数据进行分析,发现C相避雷器的阻性电流IR在超过0.3mA(峰值)后,增长速度很快,仅20天时间,增长了3倍多,为投运初期的20倍,总电流Ix增大为初始值的1.3倍,于是决定该相避雷器退出运行,返厂进行解体检查。解体检查后发现,该相避雷器内部因装配条件不合格已受潮。

表1-1 西北某变电所330kV金属氧化物避雷器用ZC-710B氧化锌避雷器带电测试仪检测的一组实测结果
                        项目
    相别
检测时间 电压U
(kV,有效值)
总电流Ix
(mA,峰值)
阻性电流IR
(mA,峰值)
功率损耗Px
(W)
A 1986-10-23
1987-04-01
1987-05-06
181.5
198.0
198.0
0.88
1.02
1.00
0.150
0.280
0.290
1.78
36.90
42.40
B 1986-10-23
1987-04-01
1987-05-06
184.5
194.7
198.0
0.84
0.89
0.91
0.112
0.150
0.160
11.08
20.10
21.10
C 1986-10-23
1987-04-01
1987-04-20
188.0
196.4
198.0
0.96
0.98
1.25
0.070
0.340
1.400
7.30
44.90
201.00

西北某电力系统110kV及以上金属氧化物避雷器多年来的现场检测表明:密封不严和装配过程中避雷器内部元件受潮是金属氧化物避雷器发生故障的主要原因。避雷器瓷套表面污秽将引起金属氧化物避雷器总电流Ix、阻性电流IR及有功损耗Px的普遍增大,环境温度和湿度对测量结果也有较大影响。

实测中常发现这样一种现象:三相成直线排列的同类型避雷器其阻性电流与有功损耗Px有明显差异,一般情况下:A相测量数值偏大,B相居中,C相偏小。这种现象的出现是由于三相避雷器间的相间干扰、电容耦合所致。即由于相间干扰,使三相避雷器底部电流与单相运行时相比,相位有了改变,如500kV系统中由于B相的影响,使得在A、C两相避雷器下部测得的总电流(主要是容性电流)分别向后、向前相位移α(约3°左右),而各相的取样电压却仍以其顶部电压作为基准并移相90°。后与本相电流比较,造成A、C相电流相位及幅值变化,从而引起了测量误差,如图1-3所示。

相间干扰示意图
图1-3 相间干扰示意图

由于相间干扰的存在,不能简单的以各相测得的阻性分量IR、有功损耗Px来判别避雷器的劣化程度,应当以阻性分量及有功损耗的变化量来判别。

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