避雷器阻性电流测试说明

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。

1、氧化锌避雷器原理氧化锌避雷器中的氧化物电阻片相当于一个电阻和电容组成的混联电路。

氧化物避雷器通常由多个氧化物电阻片串联而成（根据通流容量的要求也可选择多柱并联），并通过一定的连接方式使它固定在避雷器的瓷套中。

在正常运行电压下，通过避雷器的电流很小，只有几十至数百微安，这个电流称做运行电压下的交流泄漏电流。

它大致可分为三部分：1通过固定电阻片的绝缘材料的电流；2通过氧化物电阻片的电流；3通过避雷器瓷套的电流。

当避雷器正常状态时，通过电阻片的电流是泄漏电流的主要成分，也可以认为通过电阻片的电流就是避雷器的总泄漏电流（全电流）。

氧化物避雷器的总泄漏电流（全电流）中包含着阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。

在正常运行情况下，通过避雷器的电流主要是容性电流，而阻性电流占很小一部分，约为10%～20%左右。

2、测量运行中的MOA被测量的MOA的总电流信号是取自该相MOA的放电计数器。

2.1从电压互感器（PT、CVT）取信号测量接线见图1图12.2测量运行中避雷器（MOA）的阻性电流的基本原理，是取被测相MOA的总泄露电流（全电流）信号，再取一个与被测相MOA两端电压同相的电压信号；总电流Ix基波矢量I1在电压基波矢量U1上的投影，即为MOA阻性电流IR1（如图2）。

总电流Ix测量由电缆的两个探头分别与放电计数器两端连接即可；电压信号取自PT端子箱电压互感器（PT或CVT）二次绕组。

举例说明，测量B相MOA的阻性电流，取B相MOA的总电流Ix、B相PT二次的相电压U，送入测量仪器。

仪器会显示电压基波值U1，总电流Ix，并按公式：图2IR1p=I1×√2×cos（φu-I+φ0）计算出阻性电流基波峰值IR1p，此时校正角φ0=0，仪器显示IR1p、φu-I及I1。

依据长治站MOA各设备厂家给出判断在持续电流PT取电压下测量其阻性电流标准要求（标准如下），视为运行正常，不必加强监视采集密度，不做MOA劣化判断。

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。

测试阻性电流的作用
阻性电流的应用
 在电力系统中阻性电流大多用于检测氧化锌早期绝缘受损情况，流过正常运行的氧化锌避雷器是由容性电流和阻性电流两部分，由于氧化锌微粒的间距很小，其等效电容较大，因此，总电流中容性电流占主要成分，氧化锌避雷器因受潮或老化后，主要是阻性电流发生不同程度的变化，其阻性电流的微小变化将不容易被发现，通过氧化锌避雷器带电测试仪测量氧化锌阻性电流，能及早发现氧化锌的缺陷和故障。

 阻性电流的运行原理和危害
 氧化锌电阻片封装在硅橡胶内部，在长期交流工作电压作用下,开始仅有微小的泄漏电流通过，此微小的泄漏电流是由容性电流（容性分量电流）和阻性电流（阻性分量电流）之和组成，其中主要是容性电流，一般为数百微安，而阻性电流较小，一般为数十微安，在长期交流工作电压作用下，氧化锌电阻片劣化的标志是阻性电流不断增长，导致温升加剧，久而久之，最终因热不平衡而损坏，危害电力系统正常的运行，因此，对交流氧化锌避雷器而言，定期检查其电阻片的阻性电流是十分有意义的。

 阻性电流的测量
 而交流氧化锌避雷器运行中阻性电流占的比例很小，测量阻性电流的方法是采用补偿容性电流的微分电路，通过取电压互感器二次电压，所求得全电流下的阻性电流，氧化锌电阻片在受潮状态下，阻性电流值不稳定，但在随恒定电压下，随之时间阻性电流逐渐降低。

 影响阻性电流有哪些因数。

避雷器的试验方法及标准避雷器是在电力系统中广泛使用的保护装置，避雷器连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。

避雷器可以有效地保护电气系统和各种设备，一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。

当电气设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。

一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气系统和设备绝缘。

当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使电气设备正常工作。

因此，避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护电力系统和设备的作用。

另外，避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作过电压。

所以说，避雷器是电力系统中不可或缺的保护装置，其重要性是不言而喻的，其能否正常的投入使用就需要对其进行必要的检查和试验来确定，现就避雷器的试验方法，项目和标准进行进一步的讲解。

一避雷器绝缘电阻的测定对阀式避雷器测量绝缘电阻，应使用2500V兆欧表，对无并联电阻的阀式避雷器测量绝缘电阻，主要是检查内部元件有无受潮情况，对于无并联电阻的阀式避雷器测量绝缘电阻，主要是检查其内部元件的通断情况，因此测出的绝缘电阻与避雷器的型号有关。

没有并联电阻的避雷器，如FS型避雷器的绝缘电阻，要求在交接时应大于2500兆欧，运行中应大于2000兆欧，有并联电阻的避雷器，如FZ.FCZ 和FCD避雷器的绝缘电阻，没有规定明确的标准，但测的值与前一次或同型号的测量数据相比，应没有显著的变化。

阀式避雷器的绝缘电阻的显著降低，说明避雷器密封不良，内部元件已经受潮。

；有并联电阻的避雷器绝缘电阻明显增高，说明避雷器内部的并联电阻可能发生断裂，开焊以及老化变质。

测量阀式避雷器的绝缘电阻时还应注意以下几点。

1、要在测量前将避雷器的表面擦拭干净，以防止表面的潮气、尘垢和污秽等影响测量的准确性。

氧化锌避雷器氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。

利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或亳安级) ;当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。

这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

避雷器牌子推荐：民熔电气氧化锌避雷器(MOA)具有体积小、造价低、保护性能优越、非线性特性好，无续流，流通量大、耐污性能好等优点，广泛应用于电力系统的过电压保护。

2.测量避雷器阻性电流的目的由于MOA有良好的非线性电阻特性，所以氧化锌避雷器内部是没有间隙的。

正是由于没有间隙，在正常运行中阀片长期承受电力系统运行电压的作用，以及内部受潮或过热等因素的影响，因而会造成阀片非线性电阻特性的劣化。

这种劣化的主要表现是正常电压下的阻性电流的增加，阻性电流的加大造成发热量的增加，避雷器内部温度的上升，温度的上升又加速阀片的老化，形成恶性循坏，最后导致MOA由于过热而损坏，严重时可能引起避雷器的爆炸，引起大面积停电事故。

一般认为仅占总泄漏电流10%~20%的阻性电流的增加是引起MOA劣化的主要因素，所以从总泄漏电流中准确提取其阻性电流是判断MOA运行状况的关键。

3.避雷器电流分析氧化锌避雷器的泄漏电流可以被分为两部分:容性部分和阻性部分，一-般认为阻性电流仅占总泄漏电10%~20%。

如下图2为MOA的等效电路，由非线性电阻R和电容C并联组成。

其中为MOA的总泄漏电流，I为阻性电流，I。

为容性电流。

由图2知，MOA的阻性电流与电压同相位，而容性电流超前电压90°，其电压和电流的矢量图如图3所示。

4测量原理电阻电流是在避雷器连续工作电压下测量的，可以用静电电压表测量，连续工作电压可以通过避雷器的铭牌获得。

由以上分析可知，为了得到避雷器连续工作电压下的阻性电流I，只需测量电压U与总漏电流I的交差θ，取有效值，根据I.=ICOSθ计算x，得到电阻电流I.5。

一、概述：氧化锌避雷器阻性电流测试仪主要是用于测量阻性电流，3～7次谐波电流，从而分析氧化锌老化和受潮的程度。

是检测氧化锌避雷器运行中的各项交流电气参数的专用仪器，也可用于实验室做出厂和验收试验。

现场带电测试符合中华人民共和国电力行业标准《DL474.5—92现场绝缘试验实施导则—避雷器试验》的要术。

（详情点击进入官网或来电咨询）二、仪器特点:1. 多种电压基准信号取样方式：有线同步：从PT端计量绕组取信号，数字信号有线传输。

无线同步：从PT端计量绕组B相取信号，数字信号无线传输，省去电缆长距离连接。

感应板同步：不需要从PT端子取信号，从氧化锌避雷器B相底座安装感应板取电压信号。

无电压同步：不需要从PT端子取信号，采用软件计算的方式找到电压基准。

2. 电压信号和电流信号（输入阻抗低于1Ω）完全隔离保证数据的可靠性和安全性。

3．本仪器可以三相同测，自动计算不需补偿。

4. 交、直流两用型，内带高能锂离子电池，特别适合无电源场合。

5. 配套上位机软件可以生存word报告，方便数据的管理和查询；6. 生存word报告可以直观告诉你氧化锌避雷器的好坏。

7. 仪器由小型的计算机控制，外配800×480彩色液晶触摸屏,高速打印机，支持外挂鼠标，操作方便；8. 仪器内部可以自动保存1000组数据，也可以外接U盘保存。

三、主要技术指标：参考电压输入范围（峰值）：20V-250V ±(读数⨯2% + 5个字)全泄漏电流测量范围(峰值)：100uA-10mA ±(读数⨯2% + 5个字)阻性电流测量范围(峰值)：100uA-10mA ±(读数⨯5% + 5个字)（二次法不含相间干扰）容性电流测量范围(峰值)：100uA-10mA ±(读数⨯5% + 5个字)电流谐波测量准确度：±（读数×10%+10uA）电流通道输入电阻：≤2Ω电场强度输入范围：30kV/m~300kV/m，总谐波含量<30%电场强度测量准确度：±（读数×10%）角度测量范围：0·-360·功耗：4W充电电源：DC12V锂电池容量：10000mAh无线传输距离：400M四、仪器面板结构图：主机面板图：无线发射器面板图：图1五．接线图:说明：每次接线之前，要把仪器的地和大地牢固的连接在一起！！！1. 实验室接线图注意事项：1、电压信号线B相和N接仪表端，电流线IB接避雷器下端，仪器地要接大地端。

10kv避雷器耐压试验标准
根据相关标准,10kv避雷器耐压试验通常包括以下几个方面:
1. 额定电压测试:将10kv避雷器连接到测试电源,逐渐增加电压至额定电压水平,并保持一段时间。

2.直流1mA下电压及75%该电压下泄漏电流的测量：该项试验有利于检查氧化锌避雷器直流参考电压及氧化锌避雷器在正常运行中的荷电率，对确定阀片片数，判断额定电压选择是否合理及老化状态都有十分重要的作用。

3.运行电压下交流泄漏电流及阻性分量的测量：判断氧化锌避雷器是否发生老化或受潮，通常以观察正常运行额定电压下流过氧化锌避雷器阻性电流的变化，即观察阻性泄漏电流是否增大作为判断依据。

4.全绝缘试验电压: 二次绕组试验电压2kV(可用2500V兆欧表1min代替合格标准:耐压试验期间,不应发生放电和击穿现象。

金属氧化物避雷器的测量工频参考电压、电阻和持续金属氧化物避雷器的测量工频参考电压、电阻和持续电流，汇卓电力技术《金属氧化物避雷器的测量工频参考电压、电阻和持续电流》、金属氧化物避雷器测试仪使用方法及无间隙避雷器电阻测量，金属氧化物避雷器的测量工频参考电压、电阻和持续电流来自于汇卓电力检测试验技术，汇卓电力致立研发标准、稳定、安全的电力试验设备。

数字兆欧表氧化锌避雷器直流参数测试仪一、金属氧化物避雷器的试验项目，应包括下列内容：1、测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻；2、测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流；3、测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0 .75倍直流参考电压下的泄漏电流；4、检查放电记数器动作情况及监视电流表指示；5、工频放电电压试验。

二、无间隙金属氧化物避雷器试验项目按本条第1、2、3、4款的内容，其中第2、3两款可选做一项；有间隙金属氧化物避雷器的试验项目按本条第1款、第5款的内容。

21.0.2金属氧化物避雷器绝缘电阻测量，应符合下列要求：1、35kV以上电压：用HZ2672数字兆欧表5000V兆欧表，绝缘电阻不小于2500MΩ；2、35kV及以下电压：用HZ G2671数字兆欧表2500V兆欧表，绝缘电阻不小于1000M Ω；3、低压（1kV以下）：用HZ G2670数字兆欧表500V兆欧表，绝缘电阻不小于2MΩ。

注：基座绝缘电阻不低于5 MΩ三、测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流，应符合下列要求：1、金属氧化物避雷器对应于工频参考电流下的工频参考电压，整支或分节进行的测试值，应符合《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032或产品技术条件的规定；2、测量金属氧化物避雷器在避雷器持续运行电压下的持续电流，其阻性电流或总电流值应符合产品技术条件的规定。

注：金属氧化物避雷器持续运行电压值参见现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032。

四、测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流应符合下列规定:1、金属氧化物避雷器对应于直流参考电流下的直流参考电压，整支或分节进行的测试值，不应低于现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB 11032 规定值，并符合产品技术条件的规定。

避雷器避雷器带电测试[1]2.测试内容及原理2.1 测试内容a) 全电流b) 阻性电流（或功率损耗）c) 泄漏电流谐波；判定老化的重要方法d) 各相泄漏电流与运行电压相角差2.2 测试原理在交流电压下，避雷器的总泄漏电流包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。

在正常运行情况下流过避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占很小一部分，为5%～20%。

但当电阻片老化后，避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不大，阻性电流大大增加。

所以带电测试主要是检测泄漏电流及其阻性分量[3]。

3.国内常用测试方法a) 全电流法；b) 补偿法(阻性电流法)；采用电压互感器二次接线信号(局里主要采用方式)c) 谐波法；d) 测温法;e) 改进补偿法；采用检修箱电源作为电压信号代替PT二次电压[4]4.测试方法及测试设备(1) 设备：南京伏安电气有限公司ZD-1型金属氧化物避雷器阻性电流带电测量仪(2) 测试方法，可参考《金属氧化物避雷器带电测试作业指导书》[5]，目前相关测试接线方法大致有以下几种，如下图所示[6](3) 干扰及改进方法干扰原因：测量三相氧化锌避雷器时，由于相间干扰影响，A、C 相电流相位都要向B 相方向偏移，一般偏移角度2°～4°左右，这导致A 相阻性电流增加，C 相变小甚至为负[6]。

相间干扰向量图见图4。

改进方法:采用自动边补方式[6]，自动边补（边相补偿）原理是假定B相对A、C相影响是对称的，测量出I c超前I a的角度Φca，A相补偿Φoa=（Φca-120°）/2，C相补偿Φoc=-（Φca-120°）/2。

5.典型故障数据(1) 220 kV I 母A 段避雷器A 相型号为Y10W5-220 / 520W[7]2007年7月21日2007年8月2日6.典型故障原因a) 结构受损，避雷器内部受潮[4]b) MOA阀片老化，引起阀片击穿[8]参考文献[1] 中国南方电网有限责任公司. 电力设备预防性试验规程[S]. 2011.[2] 刘勋, 王丽君. 金属氧化物避雷器带电测试数据及原理分析[J]. 中国科技信息, 2008,(23):149, 151.[3] 袁海燕, 庄燕飞, 任庆帅, 等. 改进的特高压金属氧化物避雷器带电测试方法[J]. 电瓷避雷器, 2011, (6):76-80.[4] 广东电网公司. 金属氧化物避雷器带电测试作业指导书[S]. 2009.[5] 孙海龙. 氧化锌避雷器带电测试方法研究[J]. 电力学报, 2011,26(4):325-327.[6] 苏文宇, 汪晓明, 胡宏宇, 等. 220kV金属氧化物避雷器带电测试异常的处理[J]. 电瓷避雷器,2008, (3):32-33.[7] 刘涵, 毛学锋, 吴毅. 氧化锌避雷器带电检测方法及现场故障分析[J]. 电气开关, 2013,(2):73-75.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。