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前言
随着科技的不断发展,金属氧化锌避雷器逐步取代传统的碳化硅避雷器,成为用户的首选,但避雷器始终存在泄漏电流超标问题,是业界始终关注的焦点之一。本文主要针对避雷器泄漏电流产生的原因及预防措施进行研究,分析其具体成因,阐明在线监测具体方法,为推动相关领域实践发展做出有益的理论尝试。
1、避雷器的主要特点分析
当前,金属氧化锌避雷器成为业界应用首选,具有较大的防雷优势,其主要特点如下:
(1)因其非线性伏安特性较好,保护功能较为优越;
(2)造价低廉、体积较小,比较适合大规模生产;
(3)具有较好的耐污秽特征;
(4)没有续流,能够经受多重雷击,保护功能强大。
2、影响避雷器泄漏电流大小的成因分析
避雷器泄漏电流是衡量整个设备绝缘性能的重要指标,因阻性电流较小,外界干扰因素影响较大,进而影响整个测试结果,导致出现误差。
(1)温度影响。温度升高则泄漏电流的测量数据就会增大,实验证明,温度每升高10℃,电流测量值会增加0.6倍。所以,为保证数据的真实有效,必须在同等温度条件下进行分析。
(2)湿度影响。温度与泄漏电流测量值呈正比,在特殊天气条件下,避雷器外套的泄漏电流会以几十倍的数据增加。因而,测量必须要确保环境温度不超过80%。
(3)污秽影响。避雷器表面污秽会影响电压分布,导致测量数值增大,从实际测量结果来看,污秽对避雷器表面泄漏电流测试数据有着直接的影响,随着污秽程度的变化而变化。
(4)均压环影响。通过对境外压环安装前后电流数据的测量来看,发现阻性电流数据整体比出厂时偏大,说明均压环对测试数据存在影响。当均压环没有保持水平状态时,测试泄漏电流数据会随之增大。
(5)高压连接导线影响。高压导线始终裸露在空气中,表面场强超过20kV/cm时,其周边空气会发生电离作用,影响测量结果的准确度和真实性。因而要根据实际需求,适度使用屏蔽线。
(6)谐波含量影响。谐波含量主要以幅值和相位对泄漏电流测量数据产生影响,对相应原理制造的仪器影响更为明显,而处于不同谐波状态的测量数值,其结果反着很大,而阻性电流一般情况下,受谐波影响较小。通常情况下,在时行实测时,尽量选择阻性电流峰值前提。
(7)电磁场影响。从实际测量情况来看,电磁场对测试数据有较大的影响,处于电磁场较强的环境下,总电流和电压夹角变化较大,此时峰值数据不能够很好的反映避雷器的整体质量,容易造成结果数据不准。
3、避雷器泄漏电流超标具体原因分析
3.1外部影响因素分析
为降低各种影响因素带来的测量误差,如果测试数据存在超标现象时,通常情况下,选择连续测量的方式,对同一避雷器进行反复测量;如果实验数据表明泄露电流始终超标,说明避雷器自身存在质量问题,反之则无质量问题,而是外界因素造成的数据变化。预防外界干扰因素的排除措施:(1)清除避雷器表面污秽,风干至正常水平;(2)与高压线路断开,防止电磁场及谐波影响测量数据;(3)均压环必须要始终保持水平状态;(4)测试环境湿度不能超过80%;(5)避雷器及高压引线夹角保持在90°左右。
3.2进行解体分析
当干扰因素被最大限度排除之后,仍然存在超标现象,就必须在复测时,对整个避雷器进行解体分析,以便于掌握干扰源。(1)将避雷器金属封盖打开,查看有无放电痕迹或受潮现象;(2)拆开绝缘外套,看密封是否保持在良好状态,绝缘外套是否存在损坏情况,装配工艺是否合理等;(3)在稳定的湿度和温度环境条件下,逐个电阻片进行测量,得到相应的泄漏电流数据。将厂家提供的标准值与实际测量值进行对比,能够得到真实的性能数据,从而准确判断其泄漏电流是否存在超标现象。
4、避雷器泄漏电流情况在线监测情况分析
4.1避雷器泄漏电流监测方法选择
通常情况下,避雷器的泄漏电流主要有在线和离线两种测量方式,国内传统测量方法一般需要停电之后进行检测,存在较大的缺陷。如运行电压与实测电压不符、间隔期避雷器恶化无法发现等;针对传统测量方式存在的弊端,发明不停电前提下的测试方法,即为在线监测,该测量方法能够有效、实时掌握避雷器运行状态,有效掌握监测数据。
4.2常用在线监测方法选择
(1)总泄漏数据监测法。主要是通过对接地引线进行测量,以泄漏电流值来确定阻性电流大小。存在不足灵敏度较差,对处于老化早期的避雷器反映不够灵敏,相对适用处于受潮劣化状态的判断。
(2)测阻性补偿法。主要测试原理是排队容性电流干扰,从而获取阻性原流数据。通过在测试中,适度引入补偿信号,进行相应处理后,将其实测数据与泄漏电流数据相减,得到阻性分量数据。缺点是易受谐波影响,使测量结果产生一定的误差。
(3)基次谐波法。该方法假设阻性其波电流为定值,选择数字滤波方式加以分析,获取基波数据,分解阻性电流,得到相应的数据。具体测量方法:通过PT方式获取电压信号,使用CT钳联接地线,得到避雷器泄漏电流基波值,主要缺点电网电压的高次谐波影响较大,会对整个测试结果产生极大的误差。
(4)三次谐波法。此方法也称零序电流法,主要优势在于操作方法简便易行。测试原理主要是从总电流当中,提取三次谐波阻性电流做为检测样本,对比即可得到相应的结果。缺点是准确性不高,对于避雷器存在问题位置判断不清,当电压信号存在三次谐波时,通过测量方式获取的电流值也会存在三次谐波。因此,难以准确判断发生故障相位。
5、结语
避雷器的主要功能是能够有效防止电力系统过压现象,保证整个设备体系正常运行。实践分析,避雷器的基本性能对整个系统的安全运行有着直接的影响。当泄漏电流处于超标状态时,极容易出现击穿损坏故障,影响设备的正常运行。当前,针对避雷器泄漏电流的实时监测已经成为电力系统日常重要的工作内容之一,本文主要通过对避雷器泄漏电流影响因素的分析与判断,选择正确的在线预防监测方法,希望能够为本领域做出有益的理论与实践探索。
(作者单位:吉林省通化市通钢动力厂)
随着科技的不断发展,金属氧化锌避雷器逐步取代传统的碳化硅避雷器,成为用户的首选,但避雷器始终存在泄漏电流超标问题,是业界始终关注的焦点之一。本文主要针对避雷器泄漏电流产生的原因及预防措施进行研究,分析其具体成因,阐明在线监测具体方法,为推动相关领域实践发展做出有益的理论尝试。
1、避雷器的主要特点分析
当前,金属氧化锌避雷器成为业界应用首选,具有较大的防雷优势,其主要特点如下:
(1)因其非线性伏安特性较好,保护功能较为优越;
(2)造价低廉、体积较小,比较适合大规模生产;
(3)具有较好的耐污秽特征;
(4)没有续流,能够经受多重雷击,保护功能强大。
2、影响避雷器泄漏电流大小的成因分析
避雷器泄漏电流是衡量整个设备绝缘性能的重要指标,因阻性电流较小,外界干扰因素影响较大,进而影响整个测试结果,导致出现误差。
(1)温度影响。温度升高则泄漏电流的测量数据就会增大,实验证明,温度每升高10℃,电流测量值会增加0.6倍。所以,为保证数据的真实有效,必须在同等温度条件下进行分析。
(2)湿度影响。温度与泄漏电流测量值呈正比,在特殊天气条件下,避雷器外套的泄漏电流会以几十倍的数据增加。因而,测量必须要确保环境温度不超过80%。
(3)污秽影响。避雷器表面污秽会影响电压分布,导致测量数值增大,从实际测量结果来看,污秽对避雷器表面泄漏电流测试数据有着直接的影响,随着污秽程度的变化而变化。
(4)均压环影响。通过对境外压环安装前后电流数据的测量来看,发现阻性电流数据整体比出厂时偏大,说明均压环对测试数据存在影响。当均压环没有保持水平状态时,测试泄漏电流数据会随之增大。
(5)高压连接导线影响。高压导线始终裸露在空气中,表面场强超过20kV/cm时,其周边空气会发生电离作用,影响测量结果的准确度和真实性。因而要根据实际需求,适度使用屏蔽线。
(6)谐波含量影响。谐波含量主要以幅值和相位对泄漏电流测量数据产生影响,对相应原理制造的仪器影响更为明显,而处于不同谐波状态的测量数值,其结果反着很大,而阻性电流一般情况下,受谐波影响较小。通常情况下,在时行实测时,尽量选择阻性电流峰值前提。
(7)电磁场影响。从实际测量情况来看,电磁场对测试数据有较大的影响,处于电磁场较强的环境下,总电流和电压夹角变化较大,此时峰值数据不能够很好的反映避雷器的整体质量,容易造成结果数据不准。
3、避雷器泄漏电流超标具体原因分析
3.1外部影响因素分析
为降低各种影响因素带来的测量误差,如果测试数据存在超标现象时,通常情况下,选择连续测量的方式,对同一避雷器进行反复测量;如果实验数据表明泄露电流始终超标,说明避雷器自身存在质量问题,反之则无质量问题,而是外界因素造成的数据变化。预防外界干扰因素的排除措施:(1)清除避雷器表面污秽,风干至正常水平;(2)与高压线路断开,防止电磁场及谐波影响测量数据;(3)均压环必须要始终保持水平状态;(4)测试环境湿度不能超过80%;(5)避雷器及高压引线夹角保持在90°左右。
3.2进行解体分析
当干扰因素被最大限度排除之后,仍然存在超标现象,就必须在复测时,对整个避雷器进行解体分析,以便于掌握干扰源。(1)将避雷器金属封盖打开,查看有无放电痕迹或受潮现象;(2)拆开绝缘外套,看密封是否保持在良好状态,绝缘外套是否存在损坏情况,装配工艺是否合理等;(3)在稳定的湿度和温度环境条件下,逐个电阻片进行测量,得到相应的泄漏电流数据。将厂家提供的标准值与实际测量值进行对比,能够得到真实的性能数据,从而准确判断其泄漏电流是否存在超标现象。
4、避雷器泄漏电流情况在线监测情况分析
4.1避雷器泄漏电流监测方法选择
通常情况下,避雷器的泄漏电流主要有在线和离线两种测量方式,国内传统测量方法一般需要停电之后进行检测,存在较大的缺陷。如运行电压与实测电压不符、间隔期避雷器恶化无法发现等;针对传统测量方式存在的弊端,发明不停电前提下的测试方法,即为在线监测,该测量方法能够有效、实时掌握避雷器运行状态,有效掌握监测数据。
4.2常用在线监测方法选择
(1)总泄漏数据监测法。主要是通过对接地引线进行测量,以泄漏电流值来确定阻性电流大小。存在不足灵敏度较差,对处于老化早期的避雷器反映不够灵敏,相对适用处于受潮劣化状态的判断。
(2)测阻性补偿法。主要测试原理是排队容性电流干扰,从而获取阻性原流数据。通过在测试中,适度引入补偿信号,进行相应处理后,将其实测数据与泄漏电流数据相减,得到阻性分量数据。缺点是易受谐波影响,使测量结果产生一定的误差。
(3)基次谐波法。该方法假设阻性其波电流为定值,选择数字滤波方式加以分析,获取基波数据,分解阻性电流,得到相应的数据。具体测量方法:通过PT方式获取电压信号,使用CT钳联接地线,得到避雷器泄漏电流基波值,主要缺点电网电压的高次谐波影响较大,会对整个测试结果产生极大的误差。
(4)三次谐波法。此方法也称零序电流法,主要优势在于操作方法简便易行。测试原理主要是从总电流当中,提取三次谐波阻性电流做为检测样本,对比即可得到相应的结果。缺点是准确性不高,对于避雷器存在问题位置判断不清,当电压信号存在三次谐波时,通过测量方式获取的电流值也会存在三次谐波。因此,难以准确判断发生故障相位。
5、结语
避雷器的主要功能是能够有效防止电力系统过压现象,保证整个设备体系正常运行。实践分析,避雷器的基本性能对整个系统的安全运行有着直接的影响。当泄漏电流处于超标状态时,极容易出现击穿损坏故障,影响设备的正常运行。当前,针对避雷器泄漏电流的实时监测已经成为电力系统日常重要的工作内容之一,本文主要通过对避雷器泄漏电流影响因素的分析与判断,选择正确的在线预防监测方法,希望能够为本领域做出有益的理论与实践探索。
(作者单位:吉林省通化市通钢动力厂)