郝飛進(jìn)
摘要:避雷器是一種在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件,主要用于對(duì)變電站和輸電線路設(shè)備進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。對(duì)避雷器開(kāi)展的檢修除停電試驗(yàn)外還包含紅外測(cè)溫、帶電測(cè)試和在線監(jiān)測(cè)等方式。其中帶電測(cè)試由于其不停電試驗(yàn)的特性,在電力系統(tǒng)內(nèi)部得到廣泛開(kāi)展,在狀態(tài)檢修策略開(kāi)展后了解和評(píng)估設(shè)備狀態(tài),延長(zhǎng)設(shè)備停電試驗(yàn)周期的重要技術(shù)手段和檢修作業(yè)任務(wù)。鑒于此,本文主要分析避雷器帶電測(cè)試實(shí)用方法及檢修策略。
關(guān)鍵詞:避雷器;帶電測(cè)試;實(shí)用方法
1、避雷器帶電測(cè)試原理
1.1、PT二次電壓法
PT二次電壓法是將傳遞到低壓側(cè)的二次信號(hào)作為同步參考,PT二次電壓:用待測(cè)MOA同相的PY二次電壓,可以提供最好的精度。
該方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以忽略PT自身的誤差,而且三相電壓具有很好的對(duì)稱性,采用一相PT參考來(lái)測(cè)量剩余兩相的MOA具有很大可行性;其缺點(diǎn)在于,該方法操作時(shí),待測(cè)避雷器與PT相距較遠(yuǎn),從而導(dǎo)致較長(zhǎng)的試驗(yàn)線造成模擬信號(hào)的衰減,同時(shí)也會(huì)帶來(lái)操作上的不變;此外還存在誤碰二次接線導(dǎo)致設(shè)備短接的重大事故隱患。
1.2、感應(yīng)板法
感應(yīng)板放置于MOA底座之上,可與其他高壓導(dǎo)體部分形成兩級(jí)電容,以板間電流作為參考對(duì)MOA總電流分解后,可以求得相應(yīng)的阻性電流分量。
該方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作時(shí)不存在安全隱患,可以采集多點(diǎn)的信號(hào),例如避雷器某相位置或者其他容性設(shè)備下方等;不足之處在于,該方法對(duì)于放置環(huán)境有較為嚴(yán)苛的要求,參考電流的獲得較為繁瑣,易受主觀因素影響,可靠性較PT法低。
1.3、檢修電源參考電壓法
采用檢修電源參考電壓法對(duì)阻性電流進(jìn)行測(cè)量時(shí),只需對(duì)避雷器計(jì)數(shù)器中經(jīng)過(guò)的電流以及檢修電源箱內(nèi)電壓進(jìn)行測(cè)試,即可得出阻性電流,而避免了二次參考電壓由于誤接或誤碰帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。該種方法的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)安全隱患,參考信號(hào)的采集點(diǎn)為固定點(diǎn),主觀因素影響較小;主要不足之處在于對(duì)于不同位置的信號(hào)采集點(diǎn),存在信號(hào)傳輸過(guò)程中的衰減問(wèn)題,容易導(dǎo)致實(shí)測(cè)誤差,測(cè)量精度來(lái)看,較PT二次電壓法差。
2、避雷器帶電測(cè)試方法
避雷器的基本原理主要是全電流法、諧波電流法、同期整流法、電容電流補(bǔ)償法和基波電流法等。電容電流補(bǔ)償法在當(dāng)前來(lái)說(shuō)是其主流一起設(shè)備所主要應(yīng)用的測(cè)試原理。這種測(cè)試方法一般是通過(guò)金屬氧化物避雷器兩端的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)微分移相,進(jìn)而得到一個(gè)和其總電流之間存在相容性的分量波形一樣的補(bǔ)償信號(hào)。同時(shí)利用可調(diào)增益放大器對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,最終得到其與之容性電流具有一致性的補(bǔ)償電流。通過(guò)這種電流來(lái)對(duì)避雷器的全電流信號(hào)當(dāng)中的容性分量進(jìn)行補(bǔ)償,進(jìn)而可以到因阻性泄漏而產(chǎn)生的電流。這種方法的檢測(cè)主要涉及到對(duì)避雷器電壓信號(hào)進(jìn)行提取,在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,其提取方法主要有四種:首先是二次法。這主要是一種通過(guò)PT二次電壓進(jìn)行利用的方法,將其作為參考,之后對(duì)阻性電流進(jìn)行測(cè)量,這是當(dāng)前來(lái)說(shuō)具有較高精確度的一種測(cè)試方法,這種測(cè)試方法需要電力系統(tǒng)對(duì)電壓互感器所傳遞的低側(cè)二次信號(hào)作為參考,通過(guò)這種方法的測(cè)試,其運(yùn)行過(guò)程中的PT二次端子箱連入電壓信號(hào)接入儀器,可以在全電流的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)角度的則算得出阻性電流值。分析其實(shí)用性,其優(yōu)是0.5級(jí)的PT角差為0.33°(20′),通過(guò)MOA進(jìn)行評(píng)價(jià),能夠得出1°~2°的誤差被視為可以接受的誤差,而該儀器將誤差控制在1°之內(nèi),可以稱得上是十分理想的,所以PT自身的誤差基本上可以忽略不計(jì)。而其也存在不足之處,比如在操作的過(guò)程中,被檢測(cè)的設(shè)備常常距離可采集二次電壓的PT具有比較遠(yuǎn)的距離,這樣試驗(yàn)線過(guò)長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致其采集的模擬型號(hào)對(duì)操作的靈活性和方便性產(chǎn)生影響。
3、引起避雷器帶電測(cè)試誤差的原因
引起避雷器帶電測(cè)試準(zhǔn)確性的因素有許多,其中主要包括避雷器表面的污穢、濕度和溫度、電磁場(chǎng)干擾等,以下為具體的影響分析:
避雷器表面污穢。由于避雷器通常都是安裝在戶外,周邊環(huán)境很容易對(duì)其造成影響,導(dǎo)致許多污穢累積在避雷器的表面,而避雷器的瓷套很容易受到外界灰塵的影響,這些表面的污穢不僅影響了電阻片柱的電壓分布狀況,導(dǎo)致其內(nèi)部泄露的電流量增加,還會(huì)導(dǎo)致避雷器外部電流顯著地增大,由于避雷器自身的阻性電流相對(duì)較小,導(dǎo)致很小的表面漏電都會(huì)給避雷器的帶電測(cè)試結(jié)果造成影響,產(chǎn)生誤差。濕度和溫度的影響。如果避雷器周?chē)臐穸认鄬?duì)較大,避雷器瓷套表面的泄露電流將會(huì)增大,尤其是在雨雪天氣,環(huán)境的濕度相對(duì)較大,瓷套表面泄露的電流明顯增大,對(duì)避雷器帶電測(cè)試造成影響,產(chǎn)生誤差。由于避雷器的內(nèi)部空間相對(duì)較小,導(dǎo)致其散熱狀況相對(duì)較差,再加上用功損耗會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致避雷器的電阻片的溫度明顯超過(guò)環(huán)境的溫度,這些因素都會(huì)導(dǎo)致避雷器內(nèi)部阻性電流增大,由于避雷器電阻片的溫度變化范圍相對(duì)較大,導(dǎo)致阻性電流的變化范圍也相對(duì)較大??偠灾?,在不同的濕度和溫度條件下,避雷器的阻性電流、泄露電流都會(huì)發(fā)生變化,對(duì)避雷器的帶電測(cè)試造成影響,產(chǎn)生誤差。
周?chē)鷱?qiáng)電場(chǎng)的靜電耦合。通常狀況下,避雷器周邊眾多的帶電設(shè)備將會(huì)形成復(fù)雜的電場(chǎng),其影響避雷器帶電測(cè)試準(zhǔn)確性的原因主要表現(xiàn)為:A相泄露電流對(duì)A相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而變小,導(dǎo)致A相阻性電流增大,C相泄露全電流對(duì)C相電壓的相位角受B相電壓感應(yīng)而增大,導(dǎo)致C相阻性電流降低,B相的泄露全電流和阻性電流受感應(yīng)電壓的影響相對(duì)較小,這是因?yàn)镃相、A相對(duì)B相的感應(yīng)相互抵消。
4、減小避雷器帶電測(cè)試誤差的措施
在避雷器的型式實(shí)驗(yàn)中添加伏安特性測(cè)試。想要在避雷器的型式試驗(yàn)中增加伏安特性測(cè)試,其中應(yīng)該包括交流參考電壓、持續(xù)運(yùn)行電壓以及系統(tǒng)額定運(yùn)行電壓等的阻性電流或者全電流,進(jìn)行避雷器帶電測(cè)試的過(guò)程中,在不同運(yùn)行電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)根據(jù)被測(cè)避雷器的伏安特定進(jìn)行插值等效至相同電壓,然后根據(jù)不同型號(hào)的避雷器的伏安特性曲線,這樣得出檢測(cè)結(jié)果的可比性將會(huì)明顯提高,實(shí)現(xiàn)減小誤差的目的。
對(duì)電壓進(jìn)行諧波分析,根據(jù)相應(yīng)電壓的諧波進(jìn)行諧波補(bǔ)償。帶電測(cè)試的阻性電流諧波中,包含在電壓諧波激勵(lì)作用下產(chǎn)生諧波分量和非線性特性產(chǎn)生的諧波分量,其中非線性特性產(chǎn)生的諧波分量是顯示避雷器老化的重要指標(biāo),而電壓諧波激勵(lì)作用下產(chǎn)生的諧波分量為干擾因素,應(yīng)該消除,消除的步驟表現(xiàn)為:測(cè)試儀器將電壓進(jìn)行傅立葉分解,獲得相應(yīng)的諧波分量,根據(jù)避雷器的頻率相應(yīng)特性進(jìn)行諧波補(bǔ)償,然后得出相應(yīng)的諧波分量和阻性電流,根據(jù)獲得的諧波分量進(jìn)行相應(yīng)的諧波補(bǔ)償。
總之,避雷器是一種在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的電氣元件,主要用于對(duì)變電站和輸電線路設(shè)備進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。對(duì)避雷器開(kāi)展的檢修除停電試驗(yàn)外還包含紅外測(cè)溫、帶電測(cè)試和在線監(jiān)測(cè)等方式。其中帶電測(cè)試由于其不停電試驗(yàn)的特性,在電力系統(tǒng)內(nèi)部得到廣泛開(kāi)展,在狀態(tài)檢修策略開(kāi)展后了解和評(píng)估設(shè)備狀態(tài),延長(zhǎng)設(shè)備停電試驗(yàn)周期的重要技術(shù)手段和檢修作業(yè)任務(wù)。
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(作者單位:國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司)