避雷器在线检测专用仪器
氧化锌避雷器在线测试仪的试验项目及测试目的
1.避雷器的作用
避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器就是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置,间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态,在过电压下间隙被击穿接地,放电降压起到保护线路或设备绝缘的作用。
2.氧化锌避雷器(阀型避雷器的第三代产品)工作原理
图1 Zn0避雷器的伏安特性
氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进防雷电器。其结构为将若干片ZnO阀片压紧密封在避雷器瓷套内。ZnO阀片具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻很小很小,可以泄放大量雷电流,残压很低,在电网运行电压下电阻很大,泄漏电流只有50～150μA,电流很小,可视为无工频续流,这就是可以做成无间隙氧化锌避雷器的原因,它对陡波和雷电幅值同样有限压作用,防雷保护功能完全是其突出优点。在我国先生产使用的正是无间隙氧化锌雷器,运行实践表明,它有损坏爆炸率高,使用寿命短等缺点。究其原因,暂态过电压承受能力差是其致命弱点。而串联间隙氧化锌避雷器仍有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点,同时有暂态过电压承受能力强的特点,是一种理想的扬长避短的产品。
3.氧化锌避雷器功能特性
避雷器是过电压保护电器,氧化锌避雷器具有过电压防护功能
对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如因某些原因而激发暂态过电压,工频电源能自动补充过电压能量,即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减,暂态过电压如果进入避雷器保护动作区,势必长时间反复动作直至热崩溃,避雷器损坏爆炸,因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器,称之为暂态过电压承受能力强,反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但由于运行中动作特性稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低,仅2.21～2.56Uxg(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达2.5～3.5Uxg,故有暂态过电压承受能差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙,将全部暂态过电压限定在保护死区内,使避雷器免受其危害。定期或不定期对避雷器的检测非常重要，我公司最新推出的KDYH氧化锌避雷器在线测试仪能有效的检测出运行中的避雷器各种状态（即：老化状态，污垢严重或受潮状态），及早发现避雷器的状况,能更好的提高避雷器的运行功能，充分有效的保护电器设备不受雷击或电网过压而损坏。产品图片如下：
4.主要技术参数及功能：
一﹑概述
氧化锌避雷器带电测试仪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，是针对现场精心设计的在线监测系统分析仪。
特点如下：
（1） 大屏幕液晶显示屏，汉字，图文显示，适合户外和室内操作环境。
（2） 菜单式操作系统，人机界面操作极为简单，操作简单。
（3） USB数据接口，便于数据导入导出，具备数据管理功能，内置实时时钟，方便数据保存、存档等管理工作。
（4） 高速热敏并口打印机，便于现场数据打印测试结果。
（5） 电压﹑电流信号同步测量，保证数据的真实可靠。
（6） 三相测试结果及波形同屏显示，方便现场测试判断。
（7） 电压通道采样通过隔离变换，减小信号失真，保证安全可靠。
（8） 体积小，重量轻，适合各种测试状态，在线带电停电试验室均可适用。
二﹑性能及技术参数
（1） 交流220V 50Hz工作电源。
（2） 电压参考信号输入：30V～100V，50Hz.
（3） 测试参数：
泄漏电流全电流波形﹑基波有效值﹑峰值；
泄漏电流阻性分量基波有效值和3﹑5﹑7次有效值；
泄漏电流阻性分量峰值正峰值和负峰值；
容性电流基波﹑全电压﹑全电流之间的相角差；
试验或运行电压有效值；
避雷器功耗；
（4） 测量准确度：
电流：全电流＞100∪A时，5%读书±1个字；
电压：基准电压信号＞30V时，±2%读书±1个字；
（5） 测量范围：
泄漏电流：100∪A～10mA(峰值)；
电压：30～100V（有效值）；
三、 氧化锌避雷器运行中存在的问题：
（1）氧化锌避雷器受到冲击电压的作用，氧化锌阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化；
（2）氧化锌由于取消了串联间隙，在电网运行电压的作用下，要流通电流，电流中的有功分量将使氧化锌阀片发热，长期作用的结果将导致氧化锌阀片老化，直至出现热击穿；
（3）氧化锌避雷器内部受潮或绝缘支架绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时会导致内部放电；
（4）氧化锌避雷器受到雨露风雪及灰尘的污垢，会由于氧化锌避雷器内部电位外电位分布不同而使内部氧化锌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，损坏整个避雷器；
四﹑为什么要测试阻性电流
判断氧化锌避雷器是否发生老化或受潮，通常一观察正常运行电压下流过氧化锌避雷器阻性电流的变化，即可观察阻性泄露电流是否增大作为判断依据。当氧化锌避雷器处于合适的电荷电率状况下时，阻性泄漏电流仅占总电流的10%～20%，因此，仅仅以观察总电流的变化情况来确定氧化避雷器阻性电流的变化情况是困难的，只有将阻性电流从全电流中分离出来，才能清楚的了解阻性电流的变化情况。
五﹑理论和实践结论
（1） 阻性电流基波成分增长较大，谐波的含量增长不明显时，一般表现为污垢严重或受潮。
（2） 阻性电流谐波的含量增长较大，基波成分增长不明显时，一般表现为老化。
（3） 相间干扰对测试结果有影响，但不影响测试结果的有效性。采用历史纵向数据比较法，能较好的反映氧化锌避雷器运行情况。
（4） 仅当氧化锌避雷器发生均匀劣化时，底不容性电流不发生变化。发生不均匀劣化时，底部容性电流增加。避雷器有一半发生劣化时，底部容性电流增加最多。
（5） 氧化锌避雷器的阻性电流值占全电流的40%以上时,可以考虑退出运行,进一步分析故障原因。
（6） 氧化锌避雷器的阻性电流值占全电流的25～40%时,可增加检测频度,密切关注其变化趋势,并做出数据分析判断。
（7） 氧化锌避雷器的阻性电流值在正常情况下约占全电流的10～20%,如果测试值在此范围内,可以判断次避雷器运行良好。
以上判断仅供参考,国家标准没有明确规定各种判断标准,某些省电力研究院做了一些具体规定,请参考当地电力试验部门的相关技术说明和规定。
六、测试原理及特点
（1）高精度同步采样，真实采集到原始电流﹑电压信号，使测试结果稳定，有效滤除高频干扰谐波。
（2）测量电压和电流信号进行高速傅立叶变换，分别计算容性分量﹑阻性分量基波和谐波。
（3）运算速度快，设置方便，可以模拟多种算法，把仪器作为一个分析工具，试验随心所欲。
（4）上层设备管理软件，界面直观，操作简单。
（5）输入电流电压经过数字滤波后，取出基波，然后计算容性分量﹑阻性分量基波和谐波，测试的数据稳定度来衡量氧化锌避雷器的好坏。避雷器的等效电路如下，现场测量时，中间B相通过杂散电容对A、C泄漏电流产生影响，使A相（φ）相角差减小，阻性电流增大，C相相角差增大，阻性电流减小甚至为负，这种现象称相间干扰。
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