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氧化锌避雷器带电测试原理、方法和试验标准（傅祺，成都铁路局供电处工程师 37883张丕富，成都铁路局多元工程师）摘要避雷器是保证牵引供电系统安全运行的重要设备之一，接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好，可以正常运行，能保证供电系统安全运行。
由于电气化铁路运行的特殊性，常规避雷器预防性试验受天窗时间和现场条件限制，很难开展，氧化锌避雷器带电测试的研制使用为解决这一难题提供了新的途径。
关键词：接触网；避雷器；预防性试验；1引言避雷器是保证电力系统安全运行的重要设备之一，主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。
为保证金属氧化物避雷器的安全运行，必须定期测试避雷器的电气性能。
接触网线路的雷电过电压保护基本上采用避雷器来完成，检测避雷器的主要手段仍然是周期性停电预试项目，这样既耗费了人力、物力，还常因停电原因不能完成避雷器预试项目。
据统计，各线每年均有避雷器因自身原因发生击穿而造成停电的事故发生。
可见，避雷器运行状态是否良好、能否得到较好的监控，与铁路供电质量的稳定可靠有密切关系。
这就需要我们尽快找到一种能解决该问题的方案。
2现状按照《电力设备预防性试验规程》要求：变电所和接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好，可以正常运行，能保证供电系统安全运行。
由于电气化铁路运行的特殊性，避雷器预防性试验目前存在很多问题：目前牵引供电系统氧化锌避雷器预防性试验的方法是直流耐压试验：即测试直流1mA 电压（U1mA）及0.75（U1mA）下的泄漏电流。
这种测试方法需要停电进行，测试结果受空气湿度和气温的影响较大。
每台避雷器测试时间需要40分钟左右的天窗时间。
受馈线天窗影响，如天窗时间短、天窗时间多数为夜间、繁忙区段天窗时间无法保证等因素（特别是高铁区段，馈线天窗几乎不可能安排在天气晴朗的白天），造成变电所馈线避雷器及接触网线路避雷器每年的预防性试验无法正常进行，给供电设备运行带来了很大的安全隐患，近年来多次发生接触网避雷器炸裂导致供电中断的事故。
氧化锌避雷器带电检测方法与研究摘要：本文主要论述避雷器带电检测过程之应当注意的相关问题,并提出相应的策略分析,通过氧化锌带电检测经验的总结,促进电力系统一次设备安全的提升。
关键词：金属氧化物避雷器氧化锌避雷器带电检测目前,在我国电力系统中运用较为广泛的是氧化锌避雷器。
其核心元件采用的是氧化锌电阻片,与传统的碳化硅避雷器相比较,具有着更好的伏安特性,同时能够更好提高过电压的疏通能力,实现防护电气设备功能的大幅度提升。
1、避雷器及避雷器带电检测概述避雷器一般安装在带电导线与地之间,其与被保护的电气设施呈并联状态,进而避雷器可以通过对雷电影响或者对过电压能量的操作来加强电气设施的保护。
当电气设施受到超过规定的电压值过大时,避雷器则通过限制电压幅值,使电气设施免遭瞬时过电,减少系统短路概率。
当电压恢复平衡时,避雷器则恢复原状。
目前,对于避雷器的工作运行状态进行监测的重要手段之一即为全电流在线监测法。
全电流在线监测法一般通过在35kV电压等级及以上的避雷器下端安装泄漏电流监视仪,这样即可对避雷器的全电流进行监测。
通过连续监视观测泄漏电流变化趋势,对相关数据进行统计与分析,得出避雷器的工作性能,对其老化与绝缘损坏程度进行充分的了解。
避雷器全电流在线监测法虽然可以得到全电流中对于避雷器表面、内部泄露电流等总和,但是对于避雷器内壁绝缘、氧化锌片以及支架绝缘等运行情况缺失有效的反映。
由此可见,在目前避雷器检测之中获取的相关数据得出的分析具有着一定片面性,还不能透彻对于避雷器的运行状态作出全面的反馈。
因此,固定时间段（例如,春秋两季）对避雷器进行相应的带电检测具有着重要意义。
通过带电检测,可以对于避雷器全电流、阻性电流和损耗功率有着更准确的分析,为状态检修工作提供可靠的依据。
2、避雷器带电检测各类方法分析氧化锌阀片简化后工频下的等值电路如图2-1所示。
其中RC为ZnO晶粒本体的电阻,R为晶界层的电阻,C为晶界层的固有电容。
金属氧化锌避雷器带电测试作者：陈展红来源：《城市建设理论研究》2013年第13期摘要：氧化锌避雷器是用氧化锌阀片叠装而成的，可以完全消除间隙。
当施加较低电压时，晶界层近似绝缘，电压几乎都加在晶界层，流过的电流为微安级；当电压升高时，晶界层由高阻变为低阻，电流剧增。
本文分析如何在停电的情况下对避雷器进行测试，然后对氧化锌避雷器带电测试的方法和现场带电测试进行深入的探讨，最后对带电测试过程中的干扰以及该如何抑制这些干扰进行了分析。
关键词：氧化锌避雷器；带电测试；必要性中图分类号：TB484.4文献标识码：A文章编号：前言：近年来，金属氧化物避雷器（下文简称MOA）以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器，成为电力系统的新一代过电压保护设备。
由于MOA没有放电间隙，因此氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。
如果MOA在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致MOA热崩溃而发生设备事故。
所以监测运行中MOA的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。
由于常规的MOA预试必须停运主设备，而且有时无法停电，导致避雷器不能按时进行预试，而开展MOA的带电测试就显得尤为重要。
1.概述氧化锌避雷器MOA在保护电力系统安全运行方面发挥着不可替代的作用。
对MOA性能的判断仅仅通过停电试验是不够的，在线路停电困难时，通过带电测量试验，在运行中就可以及时发现缺陷，而且带电测量可以减少设备的停电次数，从而保证电气设备运行的经济性及连续性。
2.氧化锌避雷器测试必要性2.1氧化锌避雷器由于取消了串联间隙，长期承受系统电压，过电流的影响。
电流中的有功分量导致阀片发热，引伏安特性的变化，长期作用的结果会导致阀片老化，甚至热击穿。
2.2氧化锌避雷器受到冲击电压的使用，阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。
2.3氧化锌避雷器内部受潮或绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时会导致内部放电。
氧化锌避雷器测试方法氧化锌避雷器是一种常用的电力设备，用于保护电力设备和输电线路免受雷电过电压的引起的损坏。
为了确保氧化锌避雷器的正常运行和可靠性，需要对其进行测试。
本文将介绍氧化锌避雷器的测试方法。
首先，氧化锌避雷器的外观检查是测试的第一步。
检查外观是否完好无损，是否有裂纹、变形和表面污垢等。
同时，检查避雷器的接地装置是否良好连接，并检查连接线路和接地电阻。
第二步是测试氧化锌避雷器的电气性能。
首先，进行绝缘电阻测量。
利用万用表或绝缘电阻测试仪测量绝缘电阻，以确保绝缘性能符合要求。
测量时，应将锌氧化物表面清洁干燥，接线牢固。
绝缘电阻值应在规定范围内。
接下来，进行过电压动特性测试。
在测试过程中，需要模拟不同的过电压情况，如雷电冲击过电压、交流系统操作过电压等。
测试前需确保避雷器已接地，并连接好测试设备。
测试时，记录每次测试时的电压和电流，并根据测试结果评估避雷器的动态响应能力。
此外，还需进行放电电流测量。
在测试过程中，通过加压放电，测量避雷器的放电电流和电压。
测量方法通常有油浸法和气浸法两种。
测试时，应根据相关标准和规范进行操作，并记录测试结果。
最后，还需进行稳态放电电流测量。
稳态放电电流是指在额定工作电压下，避雷器的电流泄露情况。
测试时，避雷器需要保持在额定电压长时间工作，并测量稳态放电电流。
综上所述，氧化锌避雷器测试方法包括外观检查、绝缘电阻测量、过电压动特性测试、放电电流测量和稳态放电电流测量。
这些测试方法可以确保氧化锌避雷器的性能符合要求，并保障其正常运行和可靠性。
在测试过程中，需要严格按照相关标准和规范进行操作，并合理记录测试结果。
氧化锌避雷器工作原理与带电测试方法有关氧化锌避雷器工作原理与带电测试方法，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压掌控在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
氧化锌避雷器原理与带电测试方法一、氧化锌避雷器的工作原理氧化锌ZnO避雷器是20世纪70时代进展起来的一种新型避雷器, 它重要由氧化锌压敏电阻构成。
每一块压敏电阻从制成时就有它的肯定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿, 相当于短路状态。
然而，压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。
因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压掌控在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
二、氧化锌避雷器带电测试的理论依据1.氧化锌避雷器带电测试的紧要性氧化锌避雷器在运行中由于其阀片老化、受潮等原因，简单引起故障，这将导致主设备得不到保护，严重时可能发生爆炸，影响系统的安全运行。
而氧化锌避雷器预试必需停运主设备，会影响设备的运行牢靠性, 而且有时受运行方式的限制无法停运主设备，导致避雷器不能按时预试。
因此，氧化锌避雷器的带电测试与在线监测显得尤为紧要。
2.氧化锌避雷器带电测试的目的利用氧化锌避雷器的带电测量，测得避雷器阻性电流与总泄露电流的比值，即氧化锌避雷器的阻性电流重量，来判定避雷器的受潮及老化情形。
因氧化锌避雷器在阀片老化以及经受热和冲击破坏以及内部受潮时，氧化锌避雷器的有功损耗加剧，也即避雷器泄露电流中的阻性电流重量会明显增大，从而在氧化锌避雷器内部产生热量，使得氧化锌避雷器阀片进一步老化，产生恶性循环，破坏氧化锌避雷器内部稳定性。
通过氧化性避雷器带电测量有功重量，适时发觉有问题的氧化锌避雷器，将设备故障杜绝在萌芽状态。
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 225【关键词】氧化锌避雷器 带电测试 工频泄露电流 阻性电流1 测试工频参数的必要性绝缘电阻和直流泄露电流需要停电，测试周期较长，而受潮和污秽故障的产生速度快。
停电测试周期不能满足。
工频条件下阻性电流测量无需停电，测试方便，每年可在雷雨季节前后进行两次测试。
2 避雷器测试项目绝缘电阻（2500MΩ 1000MΩ）直流泄露参数：包括直流1mA 下的电压U 1mA 和75% U 1mA 下的泄露电流（满足GB/T11032-2000，U 1mA 变化小于5%泄露电流小于50μ A)工频泄露参数：可以对避雷器在运行状态下进行全电流和阻性电流测量，以便及时发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷,其原理是通过对被测设备的电压、电流信号的精确采样，运用傅立叶级数技术和数字滤波等计算方法。
3 工频泄露电流的形成氧化锌避雷器总的泄漏电流由阻性分量和容性分量组成，其中除了基波外，包含高次谐波含量。
阻性分量被称为阻性电流，阻性电流主要由非线性电阻片（阀片）的电阻特性，阀片表面的沿面泄露，以及瓷套内外表面的沿面泄露，绝缘支撑件的泄露构成。
测试符号所代表的参数含义：Ix ： 全电流有效值Vx ： 系统电压有效值Irp ： 阻性电流峰值I1rp ：基波阻性电流峰值Фd ： 电压电流相位差P ： 有功功率I3rp ：三次阻性电流峰值I5rp ：五次阻性电流峰值I7rp ：七次阻性电流峰值Icp ： 容性电流峰值避雷器运行中存在的全电流，有两部分组成，阻性电流Ir 和容性电流Ic, 阻性电流对阀片的初期老化、受潮反映比较灵敏。
所以以上测试数据中尤为重要的是全电氧化锌避雷器带电测量原理文/陈饶 张丽海 马永军 何临虹 瞿西江流，阻性电流。
其它包括波形仅做参考。
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。
金属氧化锌避雷器带电测试
摘要：氧化锌避雷器是用氧化锌阀片叠装而成的，可以完全消除间隙。
当施加较低电压时，晶界层近似绝缘，电压几乎都加在晶界层，流过的电流为微安级；当电压升高时，晶界层由高阻变为低阻，电流剧增。
本文分析如何在停电的情况下对避雷器进行测试，然后对氧化锌避雷器带电测试的方法和现场带电测试进行深入的探讨，最后对带电测试过程中的干扰以及该如何抑制这些干扰进行了分析。
关键词：氧化锌避雷器；带电测试；必要性
中图分类号：tb484.4文献标识码：a文章编号：
前言：
近年来，金属氧化物避雷器（下文简称moa）以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器，成为电力系统的新一代过电压保护设备。
由于moa没有放电间隙，因此氧化锌电阻片要长期承受运行电压的作用，且各串联电阻片中不断有泄漏电流流过。
如果moa 在运行中发生劣化，泄漏电流就会增大，最终导致moa热崩溃而发生设备事故。
所以监测运行中moa的泄漏电流情况，对判断其运行状况是非常必要的。
由于常规的moa预试必须停运主设备，而且有时无法停电，导致避雷器不能按时进行预试，而开展moa的带电测试就显得尤为重要。
1.概述
氧化锌避雷器moa在保护电力系统安全运行方面发挥着不可替代的作用。
对moa性能的判断仅仅通过停电试验是不够的，在线路停电困难时，通过带电测量试验，在运行中就可以及时发现缺陷，而且带电测量可以减少设备的停电次数，从而保证电气设备运行的经济性及连续性。
2.氧化锌避雷器测试必要性
2.1氧化锌避雷器由于取消了串联间隙，长期承受系统电压，过电流的影响。
电流中的有功分量导致阀片发热，引伏安特性的变化，长期作用的结果会导致阀片老化，甚至热击穿。
2.2氧化锌避雷器受到冲击电压的使用，阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。
2.3氧化锌避雷器内部受潮或绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时会导致内部放电。
2.4氧化锌避雷器受到雨、雪、凝露或灰尘的污染，由于内外电压分布不同而使内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差，导致径向放电现象发生。
为了及时发现氧化锌避雷器的运行状况，根据dl/t 596-1996《电力设备预防性试验规程》中的相关规定，在发电厂、变电所避雷器每年雷雨季来临前，我们必须对氧化锌避雷器进行相关测试，如测试绝缘电阻、直流1ma下的电压u1ma及0.75u1ma下的泄漏电流、运行电压下的交流泄漏电流、底座绝缘电阻、放电计数器动作检查。
必要时，还要进行工频参考电流下的工频参考电压的测试。
以上试验除了运行电压下的交流泄漏电流，其余均为停电测试。
3.氧化锌避雷器带电测试3种方法
3.1二次法
这是目前精确度最高的测试方法，其方法是利用pt二次电压做为参考对阻性电流进行测量。
把试验设备的电流回路并联于moa计数器的两端，就可以得到moa的泄漏电流。
再把试验设备的电压回路并接于母线pt二次电压端子，能得到母线电压相位。
最后再经过傅里叶变换，便可获得基波以及各种谐波的阻性电流值、总泄漏电流值、总阻性电流值等各种数据。
3.2感应板法
其测量精度稍低于二次法，但操作较为安全、方便、快速。
其方法是以电场强度做参考，在b相moa底座安装一个感应板来提供母线电压的相位信息，从而分解阻性电流。
3.3谐波分析法
这种方法主要是对氧化锌避雷器的电流信号进行谐波分析，从而对moa的性能判断提供依据。
4.氧化锌避雷器的现场带电测试
4.1带电测试的基本方法
moa运行参数可简化等效为1个非线性电阻和1个电容的并联电路。
moa在运行电压作用下，其氧化锌电阻片会逐渐老化，导致阻性电流增大。
因此，通过测量moa阻性电流的变化，就可以了解moa 的健康状况。
moa带电测试是通过专用的阻性电流测量仪来进行测
试的，可获得moa运行时的全电流ix，阻性分量ir与容性分量ic，根据阻性分量ir的变化来判断moa的运行状况。
现场测量接线图如图1所示，将试验仪器的电流回路元件串入moa的接地回路并将其直接并联于moa泄漏电流监测仪（因监测仪内阻较大，故可不计分流值）。
取母线pt二次电压作为阻性电流测量的参考电压（有些阻性电流测试仪通过自身产生参考电压，但其测量精度会低一些。
）
图1 现场测量接线图
4.2影响因素
影响moa测试准确性的因素很多，如相间干扰、系统电压、湿度、moa表面污秽程度、安装位置及电磁干扰等，其中相间干扰是十分重要的一个因素。
一般三相moa排列成一字型，由于杂散电容相互作用的不平衡性，使两边相避雷器泄漏电流的相位和幅值发生变化。
相间干扰给阻性电流测量带来误差。
一般情况下可以认为中相基本不受影响，即两边相的作用是对称的，而边相受到的影响较大，并且使a相阻性电流增大，c相阻性电流减小。
因此在测量moa阻性电流时，通过补偿电流探头进行阻性电流补偿，即可获得更加准确的阻性电流数值。
4.3 测试数据的分析
氧化锌避雷器（moa）是电力公司保证电力系统安全运行的重要保护设备之一，其主要元件是氧化锌阀片。
在交流电压下，避雷器
的总泄漏电流包含阻性电流和容性电流。
在正常运行下，流过避雷器的主要为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%～20%。
测试表明，在运行电压下测量全电流、阻性电流可以在一定程度上反映moa的运行状态。
全电流的变化可以反映moa的严重受潮，内部元件接触不良，阀片严重老化，而阻性电流的变化对阀片的初期老化反映较灵敏。
基于上述原因，在运行电压下测量全电流和阻性电流的变化对发现避雷器受潮有重要意义。
目前，我们的监督手段以带电测试为主，当带电试验有问题时测量直流1ma电压及75%该电压下的泄露电流进一步验证。
氧化锌避雷器带电测试由于受空间电磁干扰的影响，容易产生误判断。
对带电测试数据的分析主要依靠横向纵向比较，并创造条件停电测试验证，结合设备运行情况及环境状况的变化作出正确科学的判断。
根据中国南方电网有限责任公司企业标准q/csg114002-2011《电力设备预防性试验规程》规定，新投运35kv及以上者，运行电压下的全电流、阻性电流与初始值比较，不应有明显变化，当阻性电流增加50%（与初始值比较）时，应该分析原因，加强监测、适当缩短检测周期；当阻性电流增加1倍时应停电检查，进行直流试验。
经确认设备存在问题的，必须及时退出运行并予以更换。
5.带电测试的干扰及其抑制
5.1 周围强电场的静电耦合对moa带电测试的影响及其补偿
一般三相moa都呈一字排列，中间的b相通过杂散电容对a、c 相泄漏电流产生影响。
a相泄漏全电流对a相电压的相位角受b相电压感应而变小，使a相阻性电流变大。
c相泄漏全电流对c相电压的相位角受b相电压感应而变大，使c相阻性电流变小。
中间的b相受到a、c两个边相的电场的影响甚微，因为a、c相对b相的感应互相“抵消”，所以测试结果基本正确。
但a、c相的测试受到的相间干扰却不可忽视，这是因为氧化锌避雷器自身电容量较小，杂散电容影响所产生的偏差不能忽视。
因此有人建议对这一测试结果进行有效的相间干扰补偿。
因为b相受到的干扰几乎可以相互抵消，所以补偿角度φob=0。
对a、c相设置补偿角度分别为φoa=(φca-120°)/2，φoc=-(φca-120°)/2，然后将该补偿角度计算到电流电压夹角φ中。
其中φca的测量方法为：选择b相参考电压不改变，首先输入c相电流，然后输入a相电流，再将两个电流电压夹角相减便可得到结果（如果结果为负应加360°）。
5.2 moa表面泄漏的影响
在湿度较大、盐分密度较高的区域，moa表面泄漏对带电测试的影响较大，所以最好可以在相对湿度比较小的情况下进行测量，同时也可以利用停电等安全试验允许的机会在moa靠近底座的瓷瓶上加屏蔽，这样便可以排除表面泄漏的影响。
6.结语
氧化锌避雷器的带电试验介于停电试验和在线监测之间，同时兼具两者优点，因此在保障电网系统的安全运行中发挥着不可替代的
作用。
