避雷器全电流及阻性电流带电检测报告

避雷器阻性电流测试技术说明1 范围本技术说明规定了避雷器阻性电流在线监视仪以下简称监视仪的适用范围、技术要求、试验方法、检验规则;本技术说明适用于交流电力系统中与金属氧化物避雷器标称放电电流20kA及以下、额定电压500kV及以下相串联用的监视仪;监视仪可显示金属氧化物避雷器的动作次数和阻性泄漏电流值;2 规范性引用文件GB11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器GB3797-89 电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB4208-1993 外壳防护等级GB/ 电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗扰度试验JB2440-1991 避雷器用放电计数器3 基本测试功能：1测量避雷器的全电流功能有效值2测量避雷器的阻性电流功能峰值3记录避雷器放电次数记录功能4 监视仪的测试使用条件1)环境温度 +50°C — -10°C2)相对湿度≤85% 25°C3)海拔高度≤1000米4)使用场所户内、户外5)耐太阳光辐射6)被检测系统电源频率：50HZ 48-52HZ60HZ 58-62HZ7)可使用在高电场场合5 仪器特性指标：1测量精度：全电流 Ix有效值测量精度±%阻性电流 Ir峰值测量精度±% 2泄漏电流测量有效范围: — mA3放电电流次数记录动作电流：30A — 10KA4 电流传感器标称放电电流下残压: 10KA等级≤1500V20KA等级≤2500V5 工作电源: 24VDC±10%仅对有源仪器适用6 监视仪在规定的放电电流范围内任意值作用下应能准确地计数,二次放电电流的时间间隔应不小于1s;6 试验方法1 测量精度试验在有效测量信号范围内,任意模拟避雷器的泄漏电流输入该系统,并进行7次重复测量,其测量结果的误差率应在规定范围内;图中：信号源：SB-868型多功能校准仪C：333K 250V CJ8R：DNR 7D101A：交流电流表,测量范围0~20mA,准确度等级级2 动作性能试验动作性能试验分上限动作电流下的动作性能试验和下限动作电流下的动作性能试验,上限动作电流下的性能试验按JB2440第条规定进行,下限动作电流下的动作性能试验按JB2440第条规定进行;3 环境温度性能试验环境温度性能试验按GB3797第的规定进行;其中：TA= 50℃； T0= -10℃；tS= 60min;4 抗电磁干扰试验电快速瞬变干扰试验在工作电源上叠加2000V的尖脉冲试验电压,并按GB3797第的规定进行试验;静电放电干扰试验施加2000V的静电放电电压,并按GB3797第的规定进行试验;辐射电磁场干扰试验在5kV/m电场强度的电磁中,并按GB3797第的规定进行试验;浪涌冲击抗扰度试验以GB/试验等级4规定进行试验;氧化锌避雷器测量阻性电流技术的研究1．现状：当前,对避雷器的状态监测的有效手段之一是在线检测,在线检测通常采用以下的措施来监测避雷器性能的变化：1）测量避雷器在运行电压下的全电流变化;2测量流过避雷器阻性电流的变化监测避雷器性能的变化;目前普遍采用的方法是测量避雷器的全电流,具体是在110KV等级及以上的避雷器的下端接地回路上安装泄漏电流监视仪,通过定时人工巡视来监视泄漏电流的大小与变化趋势或将数据远传到检测中心进行统一分析,通过记录全电流读数来判断避雷器的老化和绝缘损坏程度;然而这些测量方法所得到的全电流中包含了避雷器表面的泄漏电流、内部的泄漏电流以及本体电容电流等的总和,它不能有效反映避雷器内部绝缘支架绝缘、内壁绝缘、氧化锌片的质量……等的真实运行情况;因此,如何测量正确,这对运行部门来说是非常关心的问题,也是需要研究解决的技术问题;2．技术问题：1在运行电压下流过避雷器的泄漏全电流包含了阻性泄漏电流分量、容性泄漏电流分量两部分;在避雷器处于正常运行电压状态下阻性电流分量远远小于容性分量,一般阻性泄漏电流分量占全电流的比例不会超过10—15%的数值,所以阻性分量即使增加一倍,全电流的变化不会超过%;所以采用全电流的测量方法,就不能有效监视避雷器的内部性能劣化的趋势;2在运行电压下的测量,由于运行电压的变化幅度将达到大于5%以上,所以产生的全电流的变化由于电容分量的线性变化影响使测量全电流数值的结果也有5%以上幅度的变化,从而淹没了由于阻性电流变化而引起上面提到的全电流变化%的比例;3如果避雷器在运行中由于内部元件发生劣化,引起阻性泄漏电流的增加,即有功损失分量不断加大,如此继续劣化下去,达到一定程度后会导至避雷器的热崩溃,若不能迅速将不正常的避雷器及时退出运行,很可能在一段时间内几月、天或数小时发生爆炸,引发大面积电力事故的判断依据无法知道;分析一般引起避雷器阻性泄漏电流增加的原因有下面主要方面：1）避雷器的内部受潮而产生的内部绝缘下降避雷器在制造中由于在正常的气候条件下进行组装,留存有一定的湿度;避雷器内部的绝缘材料的吸潮性或者内部有潮气而没有将其排除进行组装,投入运行以后缓慢的释放;本体本身与密封口的呼吸作用;外瓷套本身材料老化或者呼吸作用;2）避雷器的氧化锌片本体在通流负载下质量发生变化大雷电流冲击引起积累效应;高内过电压冲击;长期运行电压下的自然老化;氧化锌片的通流容量与实际的通流量不符合加剧老化;据资料反映,在避雷器损坏的统计中是由于内部受潮所引起的比例达到总故障数50%以上,而氧化锌片的劣化所引起的事故大约占30%不到法国电力公司统计为大约是17%;要解决这些问题,除了制造厂在元件及制造工艺上提高固然很重要外,对于运行部门如何加强对避雷器在运行中的检查即在线检测也至关重要,若能及时发现避雷器的劣化趋势,就可尽快采取措施或将避雷器退出运行,达到预防事故的发生;3．通过试验证明阻性电流反映的可靠度：下面将避雷器的泄漏电流进行了一组试验,数据如表3所示：表3：避雷器泄漏电流表：测量仪器是MOA-RCD-4,测量电压区避雷器分压产品交流持续电压试验78KV下的泄漏电流μA序号全电流阻性泄漏电流峰值阻性泄漏电流基波峰值1 760 216 1602 780 206 1563 760 219 1614 770 229 167从表3数据看,在正常状态下阻性电流分量要比电容电流分量小得多,避雷器的全电流当结构已经定的情况下,并且以上海电瓷厂产品为例一般在760—780微安左右,而阻性电流基波峰值只有150—170微安左右,此时容性电流的数值接近于全电流,以上面的例子计算说明以1号试品为例：容性电流分量计算： IC= 744微安阻性电流有效值是： Ir=216/=152有效值当阻性电流增加到300微安的时候,全电流达到802微安,仅比760微安大了40微安,增加的比例是5%,但是阻性电流恰恰增加了150微安,增加的比例达到了一倍;所以阻性电流增大对全电流增大的幅度并不大,全电流不能快速、正确发现避雷器内部的质量变化,而阻性电流才能是有效的、可靠的反映氧化锌避雷器内部的质量变化;所以测量阻性电流的技术对于反映避雷器的内部质量是可靠的;而目前有的厂家说明中提到,全电流增加的数值超过10%,即可以认为是有问题的,那么在这样的情况下阻性电流实际上可能已经达到382微安的数值,即增大了230微安,在这样的情况下,避雷器内部的功率损失已经达到甚至超过了24—25W的水平,与平时的正常运行情况比较增加到倍以上;而与1mA的参考电压的功率损失148W相比较已经占到17%,实际上避雷器已经达到了承受的地步;避雷器泄漏电流的组成：避雷器在运行电压下的泄漏电流的组成主要部分如表4所示：表4：避累器的泄漏电流主要部分组成表：泄漏电流的组成部分其中的阻性电流部分1．氧化锌本体的泄漏电流氧化锌本体的泄漏电流2．套管表面的泄漏电流套管表面的泄漏电流3．流经隔弧筒与支架的泄漏电流流经隔弧筒与支架的泄漏电流4．套管内壁的泄漏电流与套管本身材料的泄漏电流套管内壁的泄漏电流与套管本身材料的泄漏电流5．空气在电场作用下的泄漏电流空气在电场作用下的泄漏电流6．由于各个部件组成一定的形状以后构成的分布电容电流分量在实际运行中,对于正常的避雷器的内部由于结构的固定与工艺的保证,所以内部的泄漏电流基本是维持在一定的范围内;但是套管的表面受到环境的影响,导至泄漏电流有较大的变化,见下面表5的测量结果：表5 不同环境下的泄漏电流值试品序号避雷器表面干净避雷器表面较污染芯体部分环境温度190C 环境温度130C 全电流相对湿度53% 相对湿度81%1 全电流全电流2 全电流全电流表5 中的数据表明：避雷器在外界环境变化因素下,在泄漏仪器上测量的电流的读数会随之而发生变化,不能真正反映内部的真实泄漏电流情况,因此单纯采用这样的测量手段可靠性不高,会对内部质量变化产生误判断;为了进一步掌握避雷器中的各部分电流的分布,现对避雷器组成的各个主要部件如芯体、套管、隔弧筒进行测试,结果见表6所示：表6避雷器组成的各部件的泄漏电流的测量结果：条件在环境温度9—140C 相对湿度60—70%下的泄漏电流μA试品序号 1 2 3 4 5 芯体部分 710 720 710 720 720套管部分 27 29 28 28 26隔弧筒部分 25 32 27 26 27表6中的数据看出,在正常情况下,流经避雷器的电流大部分是流经避雷器的芯体柱部份的电流大约占93%以上,因此泄漏电流表中测量到的读数应当讲是基本上真实反映避雷器的芯体柱的运行状态;但是在外表污染的情况下,由于表面的泄漏电流的增加,严重影响了泄漏表的测量数值,所以全电流不能反映其内部的实际泄漏情况;综上所述,传统的全电流测量的方法仅仅反映了避雷器容性电流的变化、外部环境变化,且变化值不能明显表明避雷器内部的质量发生变化,因此需要采用另外的方法,就是能够较快速、正确、有效的反映内部质量问题的测量方法,即在目前认为是比较有效的方法测量避雷器的电阻性分量也就是与氧化锌避雷器内部的发热损坏所结合的参数量,简称为阻性电流进行判别;测量阻性电流的技术分析：二．关于在运行电压下的测量电流的反映：在运行电压下,氧化锌避雷器的通过的电流特性究竟处在芯片特性的什么位置,这是研究测量方法的关键;为此,我们进行了不同电压下的避雷器的通过电流的试验;试验分两个部分,分别采用交流电压和直流电压进行,下面将两种电压试验的结果列表于下;1．采用交流电压进行试验的数据见表9所示：表9 在不同交流电压下避雷器的各个电流变化情况记录：电流单位μA序号项目施加电压有效值KV1号交流电压全电流496 539 559 576 609 638 652 682 707 720 758阻性电流基波峰84 91 96 103 110 119 124 136 149 154 1782号交流电压全电流570 598 627 657 681 709 732 736 747 769阻性电流基波峰100 107 118 129 138 151 161 167 173 189将上面的全电流与阻性电流在下面的图形上表示见图3所示:800700500400100 1号阻性电流55 60 65 70 75 80 KV图3 不同交流电压下的全电流与阻性电流基波峰值的变化趋势图通过图3与表9的试验数据可以得到下面的几点看法:1）从图形看全电流的增加斜率是线性的,从增长的数据看：全电流的增长：对于1号试品,电压增加倍,全电流增加倍,基本是相称的;对于2号试品电压增加倍,全电流增加倍,基本是相称的;所以全电流的增长基本是线性的;2从图形看阻性电流基波峰值的增加斜率不固定,呈非线性状态阻性电流基波峰值增长：对于1号试品电压增加倍,阻性电流增加倍;对于2号试品电压增加倍,阻性电流增加倍;显然阻性电流基波峰值在交流电压增加一定数量下的增长速度远远高于全电流的增加速度;而且全电流由于电容分量占主要成分,所以增长的幅度与电压增长的幅度基本成线性变化;3阻性电流基波峰值的变化在不同阶段是不同的：以1号试品为例：在电压的—左右阶段中增长量变化为微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长量变化达到微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长量变化达到微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长量变化达到微安/1KV；在电压的的全部阶段中的平均增长量为微安/1KV；以2号试品为例：在电压的左右阶段中的增长量变化为微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长变化量达到微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长量变化达到微安/1KV；在电压的左右阶段中的增长量变化达到微安/1KV；在电压的左右阶段中的平均增长量变化为微安/1KV；上面的数据充分说明了氧化锌避雷器阻性电流基波峰值的非线性特点,由此也可以看到这样的电流数值变化在交流电压为77—78KV以下时所产生的增加幅度是有限的,因为它在电压增高的情况下即所处在较高的电压下多增加4—5/1KV个微安,对于阻性电流的基数值为100微安讲,仅仅是5%左右,所以认为在这样的电压下的阻性电流以及全电流仍然维持在以正弦波为主;同时也可以认为在阻性电流的变化的增量达到上述平均增量的N倍以上才认为是有问题;2．在不同的直流电压作用下的试验数据见表10所示：表10 直流参考电压的试验数据表：直流试验电压数 100 110 114 131 134 138 143KV泄漏电流 1 3 5 10 13 21 33 62 93 161 229 352 491 680 1000微安该表说明,避雷器的1mA的直流参考电压符合110KV避雷器148KV的标准1）将上面的数据汇总成为图形见图4所示：微安100807060504030201070 80 90 100 110 120 130 140 150 160KV增加趋势加快段加速段突升段图4 1mA直流电压下的电流变化图形从表10中的数据看：1电压在0—77KV的时候电流变化是非常小的；电压在—100KV之间,电流变化为微安/1KV；电压在100—114KV之间,电流变化为微安/1KV.；电压在114—之间,电流变化为微安.\/1KV；电压在—134KV之间,电流变化为微安/1KV；电压在134—143KV之间,电流变化为为微安/1KV；电压在143—之间,电流变化为144微安/1KV；2对于在直流电压下的电流变化可分五个阶段：1在77KV前可以认为电流作为是零对待；2在77KV--100KV前基本是线性变化；3在100--114KV之间开始有增加的趋势；4在114—125KV之间电流的增加幅度进一步加快；5在125--134KV内开始电流的增加幅度上升加速；在134KV后电流已经大量突升加剧；2对于直流电压下的通过电流基本是阻性电流分量,而该数值远远小于在交流电压下的电流数据;如在交流电压为78KV下的峰值电压是110—111KV水平,在78KV的交流电压下的阻性电流基波的峰值为154—167微安,而在110—111KV直流电压下的泄漏电流仅为10—13微安水平,相差达到10倍以上的数值;为了找此原因,采用了示波器与测量仪器对比,对比的结果数据见表11所示：表11 对比表对比项目示波器 MOA-RCD-4仪器IX与U的角度 85度度阻性电流的峰值 87微安 161微安电压波形基本正弦基本正弦阻性电流波形零位拉长达到波形的2/5施加电压数值 78KV交流 78KV交流拍摄的实际波形见图5所示：图5 不同仪器的测量结果对比波形图通过测试对比以后发现：氧化锌测试仪与示波器测量的相位相差较大,差别达到5度以上,85度的余弦是,而度的余弦是,所以在同样的全电流下,得到的阻性电流的数值相差一倍以上;如果以720微安为例作为全电流,那么前者阻性电流是微安,峰值电流是微安与测量的87微安接近；而后者阻性电流是130微安,峰值电流是184微安与测量的161微安误差较大；再检查电压的采样技术问题：电压的采样都是采用避雷器的分压进行作为参考量,而在实际情况下由于避雷器是由电阻与分布电容构成的回路而且是容性的负载,所以在实际的测量中降低了电压与全电流的夹角,导至出现阻性电流的虚大;所以提出采用氧化锌避雷器测试仪的方法需要注意,即第一是电压量需要与实际运行所施加的电压量一致,为了达到一致,采用电压互感器的二次电压为好；第二应当在测量电流产生的灵敏度要高,防止零位不正常的被拉长的缺陷即防止严重的失真;所以分析产生较大的误差原因如下：1）是由于测量仪器自身；2）测量仪器的参考量选择；3）氧化锌芯柱在交流电压下与直流电压下的通流特性变化;三．关于阻性电流与全电流在运行电压下的特性：在上面的试验完成以后,检查阻性电流与全电流的关系如下：1．理想的电流波形：对于110KV的避雷器在运行电压没有超过76--78KV的时候,全电流的波形基本在正弦状态,而阻性电流不是正弦状态,由于阻性电流的数值比较小,所以使全电流的波形仍然以正弦为主;见图6所示;图6 全电流与阻性电流的理想波形图2．实际波形与理想波形的比较：按照理想的全电流波形的情况特征与在相当于100KV交流电压下全电流的波形已经出现波形的严重失真,而在103KV的时候波形失真更加严重见实际拍摄的波形如图7、图8所示;而波形的变化形状与分析的理想波形有接近之处,特别是波形的顶部开始出现凹陷;这实际是3次谐波造成的结果;因为在运行电压下氧化锌片的电流随着电压的变化在变化,而在正弦波的顶端的时候电压幅值高的时段中的电流特别大,而形成了尖顶波的缘故;尖顶波越高,全电流的波形的凹陷越大;图8是电压高的拍摄的照片,明显比电压低的图7的波形失真严重得多;图7 在交流100KV下的全电流波形图图8 在交流103KV下的电流波形情况3．关于阻性电流的波形情况说明在测量到的电流波形与实际测量的直流电流的变化特性看,在交流电压下的电流波形如下图9所示：电压与电流出现最大值的时间点水平I图9 阻性电流与电压的波形情况图通过上面的图形分析发现：1阻性电流的波形在电压没有达到77KV的直流电压数值相当于交流电压有效值是45—55KV以前的时候是接近“零”；2阻性电流的幅值出现在电压的最大值处；3阻性电流的波形肯定不是正弦波；4电流波形的特征是零位较长,零位拉长的区间决定于芯柱直流电压的安秒特性；5通过此分析,认为可以采用阻性峰值电流的数值来进行区分避雷器的锌片的质量问题;如果是芯片安秒特性降低,那么峰值电流增大许多；波形是中心高两边的零位不会减少多少；如果是绝缘问题,他是线性的,所以出现的电流波形的零位的区间将大大缩小;所以在现场进行测量的时候可以进行峰值测量与波形的测量就可以反映避雷器的质量问题;3．关于谐波电流对测量电流的影响分析：1几个名词：在非正弦电流中的最大值、有效值和平均值最大值是非正弦波在一个周期内的最大瞬时绝对值;有效值非正弦周期信号的有效值就是它的均方根值;如果非正弦量已分解为傅立叶级数,经过数学推导,则有效值可用下列方法求得：I = √I02 + I12 + I22 + (I)N2平均值一个周期内的平均即为平均值畸变系数畸变系数为基波有效值对整个曲线有效值之比;波形系数为有效值与平均值之比;波峰系数为最大值与有效值之比;2举例：基波有效值三次谐波有效值总的有效值波峰系数畸变系数100 10 %100 15 %100 20 102 %100 25 103 %100 30100 35 106100 40100 50按照上面的情况看,在不同的谐波分量的作用下,波峰系数能说明问题.而总的有效值的大小不能有效的说明谐波的增加量;所以在实际的测量中需要进行谐波的分析来发现技术问题;3关于氧化锌片的质量变化的结果：1氧化锌片的质量在长期运行电压的作用下与通过冲击电流雷击和内过电压以后所发生的热效应使氧化锌本体产生变质,而变质的结果是引起氧化锌片的非线性特性的下降,导至在运行电压下的波形中的波峰提高,也就是引起三次谐波的大量增加,因此反映三次谐波容易发现氧化锌片的质量变化,据资料介绍,在三次谐波增加到30%以上将认为氧化锌片已经有严重的问题;所以在进行阻性电流的测量中,需要测量阻性电流的全电流外增加测量三次谐波的分量作为增加判断的依据;但是相对于目前我们的在线监视仪所使用的基波直接判别法,取阻性电流的基波峰值三次谐波的有效值计算增加了监视仪的系统误差,由于其数值本身较小,可靠性就难以保证;2质量的变化是引起非线性的下降,所以在直流测量中的1mA的直流电压的时候将降低,见下图所示：特性降低后的电流值I2正常特性的电流值I1KV通过上面的图看出,不同的特性将出现不同的电流峰值,这个峰值也决定了阻性电流的峰值水平,所以在测量阻性电流的时候可以测量阻性电流的峰值作为判断的依据;如果这个数值引起3次谐波量达到基波阻性电流的比例超过30—35%可认为是质量发生了变化;。

关于避雷器阻性电流测量方法改进的研究【关键词】避雷器试验实际相角法阻性电流1 避雷器阻性电流测量原理与特性1.1 氧化锌避雷器原理结构与工作特性1.2 测量原理当氧化锌避雷器老化或损坏时，往往会发生其阻性电流增大的现象。

所以在实际的运行工作中，测试人员常常根据用电设备在正常电压工作的条件下阻性电流的变化趋势来对氧化锌避雷器的性能进行评估。

由于RCD-4型阻性电流测量仪测量回路中输入的电流阻抗相对而言较小，把电流测量仪用于测量的探头连接在放电计数器两端就可以测量出总电流信号I1，这种测量方法十分简便且具有唯一性。

测量电压信号U1的方法大致分为三种：（1）从标准电压（220V）的电源上测得电压信号U1，这种方法称之为电源法。

（2）在测量现场测得一个感应电压U1，称之为感应法1.3 三次谐波法的分析及实现因为在线测试当中，一般要在PT上引用电压的信号作为参考，导致测试试验的结果容易因为PT角差而产生误差。

三次谐波法无需引入PT上的电压信号作参考，而且试验方法较为简单便捷，但是三次谐波法也有明显的缺点，使三次谐波法没有得到普遍的应用，主要的缺点：a.不同氧化锌避雷器的阀片，它的阻性电流最大值和三次分量相互间的函数关系互有差异，哪怕相同的阀片在不同的使用阶段也会发生变化，所以测试中结果的准确程度难以得到保证。

b.如果母线中也含有三次谐波的分量，这种方法就无法消除这些三次谐波分量对测试的干扰，最终也影响了结果的准确性。

在当前条件下，产生的解决这种问题的方法是三次谐波补偿法，新增了更多的电场探头，使得电网中的三次谐波对于试验结果造成的误差得到了补偿，测试方法也十分的便捷。

2 传统阻性电流测量方法的弊端传统阻性电流测量方法主要存在的问题主要是两个方面：2.1 传统阻性电流测试方法无法直接依据理论进行判断工作状态正常的氧化锌避雷器阻性泄露电流应当占到总电流的百分之十至百分之二十，当阻性泄露电流占总电流的比例增加并且超出这一范围时，可以判断出该避雷器的工作状态出现了故障。

避雷器氧化锌产品介绍民熔氧化锌避雷器HY5WS-17/50氧化锌避雷器10KV高压配电型 A级复合避雷器产品型号: HY5WS- 17/50 额定电压: 17KV产品名称:氧化锌避雷器直流参考电压: 25KV持续运行电压: 13.6KV 方波通流容量: 100A防波冲击电流: 57.5KV(下残压) 大电流冲击耐受: 65KA操作冲击电流: 38.5KV(下残压)注:高压危险!进行任何工作都必须先切断电流，严重遵守操作规程执行各种既定的制度慎防触电与火灾事故。

使用环境:a.海拔高度不超过2000米;b.环境温度:最高不高于+40C- -40C;C.周围环境相对湿度:平均值不大于85%;d.地震强度不超过8级;e.安装场所:无火灾、易燃、易爆、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。

体积小、重量轻，耐碰撞运输无碰损失，安装灵活特别适合在开关柜内使用民熔 HY5WZ-17/45高压氧化锌避雷器10KV电站型金属氧化锌避雷器它容易造成接触不良，使测试数据波动较大，无法准确测量。

另一方面，操作人员的操作顺序不协调，可能导致数据偏差。

在测试过程中应避免这些因素。

-一方面，电流、电压采样电路应接触良好，状态稳定；另一方面，各方面人员应随时沟通、唱歌，确保正常的操作顺序。

场干扰因素。

现场设备的空间布置比较复杂，电场干扰因素较多，在试验中容易引起数据波动。

对于正常的波动和错误的操作，操作者应该有一个正确的预测。

当数据正常时，波动不大。

对于波动较大的试验，应进一步查明原因。

1、避雷器带电试验数据分析如下：2010年雷雨季节前后XX变电所220kvxx线路避雷器B相带电试验数据见下表由此表可以明显判断出该支避雷器内部可能存在受潮等缺陷，之后的停电预试结果证实了我们的判断，该支避雷器上节.U1mA及0.75U1mA下泄漏电流均不满足规程规定，U1mA较原始值大幅降低、0.75U1mA下泄漏电流大大超过规程规定的50μA。

为便于分析将该表中几个特征数据变量情况，我们分别将几个特征数据做成柱状图予以分析:r:总阻性电流有效值(只含1、3、5、7次谐波)。

避雷器阻性电流测试技术说明1 范围本技术说明规定了避雷器阻性电流在线监视仪（以下简称监视仪）的适用范围、技术要求、试验方法、检验规则。

本技术说明适用于交流电力系统中与金属氧化物避雷器（标称放电电流20kA及以下、额定电压500kV及以下）相串联用的监视仪。

监视仪可显示金属氧化物避雷器的动作次数和阻性泄漏电流值。

2 规范性引用文件GB11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器GB3797-89 电控设备第二部分装有电子器件的电控设备GB4208-1993 外壳防护等级GB/T17626.5--1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验JB2440-1991 避雷器用放电计数器3 基本测试功能：1）测量避雷器的全电流功能(有效值)2）测量避雷器的阻性电流功能(峰值)3）记录避雷器放电次数记录功能4 监视仪的测试使用条件1)环境温度+50°C —-10°C2)相对湿度≤85% （25°C）3)海拔高度≤1000米4)使用场所户内、户外5)耐太阳光辐射6)被检测系统电源频率： 50HZ 48-52HZ60HZ 58-62HZ7)可使用在高电场场合5 仪器特性指标：1）测量精度：全电流Ix（有效值）测量精度±3.0%阻性电流Ir（峰值）测量精度±10.0%2）泄漏电流测量有效范围: 0.1 —5.0 mA3）放电电流次数记录动作电流：30A —10KA4) 电流传感器标称放电电流下残压: 10KA等级≤1500V20KA等级≤2500V5) 工作电源: 24VDC±10%(仅对有源仪器适用)6) 监视仪在规定的放电电流范围内任意值作用下应能准确地计数,二次放电电流的时间间隔应不小于1s。

6 试验方法1）测量精度试验在有效测量信号范围内，任意模拟避雷器的泄漏电流输入该系统，并进行7次重复测量，其测量结果的误差率应在规定范围内。

AC图中：信号源：SB-868型多功能校准仪C：333K 250V CJ8R：DNR 7D101A：交流电流表，测量范围0~20mA，准确度等级0.5级2）动作性能试验动作性能试验分上限动作电流下的动作性能试验和下限动作电流下的动作性能试验，上限动作电流下的性能试验按JB2440第6.3.2条规定进行，下限动作电流下的动作性能试验按JB2440第6.3.1条规定进行。

金属氧化锌避雷器全电流测试方法及数据分析0引言金属氧化锌避雷器是保证变电设备安全平稳运行的重要保护设备之一，它在运行中发生受潮、老化以及受热冲击破坏后发生故障从而导致严重事故，影响铁路安全供电。

通过对运行避雷器全电流及阻性电流的在线监测的数据分析，可以有效发现避雷器内部缺陷，大大提高避雷器的运行可靠性，及检修试验人员的工作效率。

一、避雷器全电流测试应用情况避雷器带电测试可以不停电测试，通过对数据的分析判断，了解氧化锌避雷器的运行状况，是对氧化锌避雷器有效的一种检测手段，且《检规》第九十四条、一百一十九条，分别鼓励和明确，避雷器进行全电流及阻性电流合格后，可不再进行绝缘、直流泄漏等项目。

二、全电流测试方法（一）试验接线避雷器带电测试时测量方法较多，特别是电压的采集，为保证试验数据的准确性，我段采用常规的3PT或单PT模式进行，参考电压信号线一端插入参考电压插座，另一端接被测相PT二次端子箱输出端。

电流信号线连接至被测避雷器放电计数器上端。

（二）试验步骤1.开工准备：（1）根据工作计划安排，提前办理第三种工作票手续，并在作业前检查确认安全劳保及试验仪器等用品。

（2）在工作领导人交待作业任务、安全注意事项，并分别在工作票签字。

2.电源检查：（1）试验电源应带有漏电保护器。

（2）试验电源线不应小于2.5mm2.（3）检修电源箱接取。

（4）电源必须有试验人员接取，其他人不应随时操作。

（5）确认电源电压等级。

3.分工调查：（1）根据试验性质，明确具体试验项目和分工。

（2）了解被试设备运行情况和历史试验数据，出厂试验数据。

4.开始作业：（1）检测前正确安装仪器各配件。

（2）开始检测前应自检仪器工作是否完好后再进行检测。

（3）启动设备，进行必要的软件设置。

5.收工结束：（1）拆除试验临时电源接线。

（2）检查被试设备上有无遗留工器具和试验线。

（3）清点工具，清理试验现场，拆除试验临时安全围栏。

（4）向运行人员报告被试设备试验结果。

两台不同型号避雷器带点检测仪数据对比一、仪器说明书定义对比表1 HDYB-Z10A与AI-6105两台氧化锌避雷器带电检测仪数据定义对应关系保定华电HDYB-Z10A 济南泛华AI-6105测试数据定义说明测试数据定义说明Ux 工频电压有效值，此电压为系统相电压值，单位：kV；U参考电压有效值。

U1 工频电压基波有效值，单位：kV；U357%电压的3、5、7 次谐波占电压基波的相对含量，单位为％。

U3 工频电压三次谐波有效值，单位：kV；U5 工频电压五次谐波有效值，单位：kV；Ix 全电流有效值，单位：mA；Ix 全电流有效值。

三相电流用下标a/b/c 区分。

它仅含基波和3、5、7 次谐波。

Ixp 全电流峰值，即Ix 的峰值。

Ic 容性电流有效值，单位：mA；Ic1p 容性电流基波峰值。

Ir 阻性电流有效值。

它仅含阻性电流基波和阻性电流3、5、7 次谐波。

Ir 阻性电流峰值，单位：mA；Irp 阻性电流峰值，即Ir 的峰值。

Ir1 阻性电流基波峰值，单位：mA；Ir1p 阻性电流基波峰值。

Ir3 阻性电流三次谐波峰值，单位：mA；Ir3p 3次阻性电流谐波峰值。

Ir5 阻性电流五次谐波峰值，单位：mA；Ir5p 5 次阻性电流谐波峰值。

Ir7 阻性电流七次谐波峰值，单位：mA；Ir7p7 次阻性电流谐波峰值。

P 有功功率，单位：W；P1基波功耗。

P1 等于阻性电流基波有效值与电压基波有效值的乘积。

Φ基波电流超前基波电压的相位差，单位：°。

Φ电流超前电压角度，其中已经包含补偿角度Φ0。

Cx MOA 电容量。

注：1.表中标红部位表示两台仪器在该测试量的定义上一致。

另外：济南泛华AI-6105仪器说明书提过：MOA全电流既含有MOA非线性产生的高次谐波，也含有母线电压谐波产生的高次谐波。

与Irp相比Ir1p更加稳定真实。

因此建议用Ir1p作为阻性电流指标。

二、实测数据对比2014年4月11日，我电气试验班在峒河变对110kV5X14、5X24两组避雷器分别用两台带电检测仪进行避雷器全电流测试，下面将测试原始数据罗列如下：案例1：220kV峒河变5X24避雷器带电检测数据图1 济南泛华AI-6105所测数据图2 保定华电HDYB-Z10A所测数据案例2：220kV峒河变5X14避雷器带电检测数据图1 济南泛华AI-6105所测数据图2 保定华电HDYB-Z10A所测数据通过对2组避雷器的实测印证，发现两台带点检测仪在以下测试量基本保持一致：表2 两台仪器需要采集的数据及仪器对应符号测试数据保定华电HDYB-Z10A济南泛华AI-6105工频电压有效值●Ux●U全电流有效值●Ix●Ix阻性电流峰值●Ir●Irp阻性电流基波峰值●Ir1●Ir1p电流超前电压角度●Φ●Φ从上表看出，两台仪器在“阻性电流峰值、阻性电流基波峰值”的定义符号不同，所测数据量一致。

避雷器泄漏电流检测报告参评公司检测日期检测人员测评人员一、检测时间及测试对象范围1.1测试时间及人员信息检测日期: 测试人员:1.2测试对象基本信息(拍避雷器铭牌照片)1.3测试环境天气：温度：℃湿度：%二、检测依据《国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）》（国家电网安监〔2009〕664号）《电力设备带电检测技术规范（试行）》（国家电网公司生变电〔2010〕11号）《国家电网公司变电检测管理规定（试行）》第16 分册泄漏电流检测细则《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168-2013）三、检测项目避雷器全电流及阻性电流带电检测。

四、检测仪器及装置五、检测数据情况检测数据见附录1横向比较，对避雷器阻性电流和全电流测试结果表明，A相泄漏电流检测结果比B、C相显著偏大。

纵向比较，查阅避雷器A相阻性电流历次检测数据，发现该相避雷器全电流及阻性泄漏电流基波分量发生突发性增长，阻性电流初值差为，>50%，全电流初值差为，>20%。

阻性电流的基波成分增长较大，谐波的含量增长不明显时，一般为污秽严重或受潮缺陷；阻性电流谐波的含量增长较大，基波成分增长不明显时，一般为老化缺陷。

容性电流增加，避雷器一般发生不均匀劣化，避雷器有一半发生劣化时，底部容性电流增加最多。

六、结论及建议所测的避雷器可能存在老化缺陷，根据《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168-2013），建议“缩短试验周期并加强监测”。

具体分析详见异常分析报告。

当阻性电流增加0.5倍时，应缩短试验周期并加强监测，增加1倍时应停电检查。

附录1 避雷器全电流及阻性电流带电检测记录（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容，供参考，感谢您的配合和支持）。

避雷器阻性电流的监测问题0、概述：在目前避雷器带电检测和智能变电站避雷器在线监测中，除监测避雷器的全电流和放电次数外，大部分都要求测量避雷器的阻性电流。

由于避雷器的劣化主要是阻性电流的增加，而全电流的增加较小。

试验测量阻性电流很重要。

但是精确阻性电流测量是很难的，目前没有国标推荐的方法，主要是参考IEC推荐的方法。

避雷器的全电流由阻性电流和容性电流两部分组成，在持续运行电压下（避雷器正常工作电压），容性电流占有较大的成分（80%左右），相位超前避雷器运行电压90度，容性电流是线性的，基本不含谐波分量，一般用有效值表示，对于一般110—550kV的避雷器容性电流约为600—2000微安。

阻性电流占有较小的成分，相位与避雷器运行电压一致，含有较大的谐波分量，一般用最大值表示，不讲有效值。

对于一般110—500kV的避雷器阻性电流约为60—400微安。

当避雷器运行电压升高时，容性电流和电压等比例升高，阻性电流增大速度很大，非线性分量也大幅度增加。

由于容性电流流过避雷器时不产生功耗，一般不大关注，它和全电流的值基本一致。

所以，一般测量避雷器的全电流和阻性电流。

1、阻性电流测量方法目前我国还没有金属氧化物避雷器阻性电流的测试方法的有关标准。

根据IEC60099-5推荐的避雷器阻性电流的测试方法有：(1)利用避雷器运行电压的方法有：利用电压相位直接读取阻性电流的相位法，利用电压信号补偿容性电流的补偿法，功耗测试法；(2)不需要运行电压的方法有：三次谐波法，谐波分析法，通过对泄漏电流综合分析得到基波信号的补偿法等。

2、金属氧化物避雷器等值回路金属氧化物避雷器等值回路如下图图1：避雷器等值回路补偿法就是根据最简等值回路，从全电流中补偿掉容性支路电流，得到阻性电流。

而链式等值回路(链之间的电感已省略)更接近避雷器的实际情况。

3、各种方法的特点不同的测量方法的测量精度不同，各有利弊。

3.1、利用电压信号测量功耗时，直接反应避雷器的发热性能。

氧化锌避雷器阻性电流带电检测方法及误差分析杨继红、付晶晶新疆电力公司超高压公司2011年11月18日氧化锌避雷器阻性电流带电检测方法及误差分析新疆电力公司超高压公司杨继红、付晶晶[内容摘要]：介绍了氧化锌雷器带电检测的原理和方法，现场试验时干扰、及误差分析，提出了对氧化锌雷器带电检测数据的分析与判断方法。

[关键词]：氧化锌避雷器带电检测误差分析1 概述避雷器作为电力系统过电压保护装里，是极其重要的电力设备，其性能的优劣对电气设备的安全运行起着重大作用，在避雷器家族中，氧化锌避雷器因具有保护比小、通流量大、非线性性能好等优点，我国从90年代开始引进氧化锌避雷器已逐步取代碳化硅避雷器而处于垄断地位。

氧化锌避雷器在长期运行电压作用下，阀片长期有泄露电流通过，泄漏电流I0为一合成电流，它由阻性泄漏电流I R和容性电流I c组成。

氧化锌避雷器在长期运行过程中，绝缘性能可能会逐渐下降。

原因主要有两个，一是避雷器结构上密封不严造成内部受潮;二是氧化锌阀片长期承受工频电压而容易老化。

运行中氧化锌避雷器的外部瓷套受污秽及潮气作用时，外部瓷套的电位分布发生了变化，内部阀片与外部瓷套之间存在较大的径向电位差。

当径向电位差达到一定数值，可能引起径向局部放电并产生脉冲电流，甚至烧熔阀片。

氧化锌避雷器承受雷电过电压或其他暂态过电压，如瞬时发热大于散热能力，吸收的冲击能量不能及时散出去，容易引起氧化锌阀片的劣化和热破坏引起爆炸。

避雷器阀片老化是常见故障，而且该故障是一个缓慢发展的过程，仅靠每年一次的预防性试验，难以准确反映现场运行条件，不能完全保证避雷器的安全运行。

因此，为了使氧化锌避留器能保持正常的工作状态.必须对它进行运行监视.掌握其老化发展的情况.以便在事故初期阶段就能发现异常.防患事故于未然是很重要的.最有效的方法是对110kV及以上电压等级的氧化锌避雷器定期带电测试，监测避雷器各参数(全电流、阻性电流、有功损耗)的变化情况，从而及时诊断出避雷器异常现象，有效防止避雷器的突发事故，确保避雷器和电力系统安全可靠运行。

实验四．避雷器试验一．实验目的：1．了解阀型避雷器的种类、型号、规格、工作原理及不同种类避雷器的结构和适用范围，2．掌握阀型避雷器电气预防性试验的项目、具体内容、试验标准及试验方法。

二．实验项目：1．FS-10 型避雷器试验（1）．绝缘电阻检查（2）．工频放电电压测试2．FZ-15 型避雷器试验（1）．绝缘电阻检查（2）．泄漏电流及非线性系数的测试三．仪器设备：50/5 试验装置一套、水阻一只、高压硅堆一只、滤波电容一只、微安表一只、电压表一只、高压静电电压表一只、FS-10 型避雷器一只、FZ-15 型避雷器一只四．实验说明：阀型避雷器分普通型和磁吹型两类，普通型又分FS型（配电型）和FZ型（站用型）两种。

它们的作用过程都是在雷电波入侵时击穿火花间隙，通过阀片（非线性电阻）泄导雷电流并限制残压值，在雷电过后又通过阀片减小工频续流并通过火花间隙的自然熄弧能力在工频续流第一次过零时切断之，避雷器实际工作时的通流时间≯10ms（半个工频周期）。

FS型避雷器的结构最简单，如图4-1所示，由火花间隙和非线性电阻（阀片）串联组成。

FZ型避雷器的结构特点是在火花间隙上并联有均压电阻（也为非线性电阻），如图4-2所示，增设均压电阻是为了提高避雷器的保护性能，因为多个火花间隙串联后将引起间隙上工频电压分布不均，并随外瓷套电压分布而变化，从而引起避雷器间隙恢复电压的不均匀及不稳定，降低避雷器熄弧能力，同时其工频放电电压也将下降和不稳定。

加上均压电阻后，工频电压将按电阻分布，从而大大改善间隙工频电压的分布均匀度，提高避雷器的保护性能。

非线性电阻的伏安特性式为：U=CIα，其中C为材料系数，α即为非线性系数（普通型阀片的α≈0.2、磁吹型阀片的α≈0.24、FZ型避雷器因均压电阻的影响，其整体α≈0.35～0.45），其伏安特性曲线如图4-3所示。

可见流过非线性电阻的电流越大，其阻值越小，反之其阻值越大，这种特性对避雷器泄导雷电流并限制残压，减小并切断工频续流都很有利。

金属氧化物避雷器阻性电流的相关分析摘要：在电力系统中，金属氧化物避雷器是不可缺少的防护装置，是确保系统稳定运行的重要设备。

本文结合实际，对金属氧化物避雷器老化劣化机理以及阻性电流在线监测与测量方法进行分析论述，希望能为相关工作带来些许帮助。

关键词：金属氧化物避雷器；阻性电流；在线监测金属氧化物避雷器的非线性特性非常突出，该类保护装置具有非常稳定的性能，极快的响应速度以及非常大的通流容量，因而该类保护装置在当前的电力系统中有着非常广泛的应用。

在电力系统运行过程中，若金属氧化物避雷器的运行良好，那么设备会呈现出高阻状态，而当线路中的过电压超过避雷针参考电压时，设备等效阻抗迅速转变为低阻并泄放电路中的过电流，将过电压有效的抑制住，确保整个电力系统不受损害与影响【1】。

下面结合实际，就金属氧化物避雷器阻性电流相关问题做具体分析。

1金属氧化物避雷器老化劣化机理分析在金属氧化物避雷器中，氧化锰、氧化钴以及氧化铋等是避雷器阀片的主要原料。

金属氧化物内部阀片的电阻是Zn0压敏电阻，主要组成内容为一个起到包围作用的晶界体以及氧化物晶粒。

当金属氧化物避雷器运行时，电场强度会对装置晶界层的电阻率产生一定影响。

若金属氧化物避雷器处在一个强度较低的电场中，晶界层的电阻率处于一个较高的状态，但是如果电场强度骤然增加并超过某一阈值，那么晶界层的电阻率也会明显下降。

金属氧化物避雷器的氧化锌压敏电阻片属于一种半导体，具有多组分的特点。

在避雷器运行过程中，决定金属氧化物避雷器氧化锌压敏电阻非线性电流电压特性的是晶粒以及晶界层共同形成的势垒。

相关研究表明，有大量的杂质、异相存在于晶界层中，这些物质具有吸收氧原子的作用。

氧化锌电阻片在烧结、冷却过程中，存在于装置中的以上物质会及时吸收空气中的氧原子，并在吸收后通过晶界层将其扩散到氧化锌压敏电阻片内部的晶界中，这样就会有新的界面能级产生于晶界层中。

在氧化锌晶粒与晶界按照实际晶界结构结合时，两侧晶粒的实际费米能级要高于晶界的费米能级。