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摘 要:详细条理的介绍金属氧化物避雷器带电检测的原理,分析金属氧化物避雷针带电检测有关技术的问题,通过实验检验金属氧化物避雷器带电检测的方法是否可行。认真实验提出实验中好的地方以及实验中出现的问题,提出可行性的建议。
关键词:金属氧化物避雷器;带电检测;诊断分析
随着科技的发展,人们对防止电对环境的破坏的工具避雷针的研究有很大的突破。近年来,金属氧化物避雷器(下文简称MOA)以其优异的过电压保护特性以及先进的技术性能渐渐取代了其他类型的避雷器,但是所用的东西在使用中都会有损耗,不能保障之后的良好工作。在发生MOA出现故障,泄漏电流将提高好几倍,将会使MOA设备崩溃而发生电力系统不可逆转的事故。那我们就必须定期监测在运行时MOA的泄漏电流量是否在系统可承受的范围内,同时对现象作出分析,以及对出现的情况提出建设性、可行性的措施。这样对隐患的爆发有了预防性的措施就可以避免不必要的危险,让用电处于一种安全的状态。
1 金属氧化物避雷器带电检测的结构与作用
1.1 金属氧化物避雷器的结构
金属氧化物避雷器的非线性电阻阀片主要成分是氧化锌,避雷器的核心工作元件多用烧制的氧化锌为主的金属氧化物粉末组成,具有优异的非线性,以及陡波响应快,通流容量大等优点。它的基本结构为高导电性的氧化锌晶粒。边缘为高电阻性的金属氧化物附合物即粒界层包围,在较高压的作用下,会发生金属氧化物附加物的粒界層中的价电子被拉出,使载流子大量增加。
1.2 金属氧化物避雷器的作用
金属氧化物阀片在正常工作电压下,通过的阻性电流很小,一般约为10~15μA,接近绝缘状态。因为其主要材料氧化锌电阻具有明显的非线性特性。在工作时一般电压下电阻值很大,可以近似看做一个绝缘体。而在过电压的情况下,氧化锌电阻的电阻值很小。而对有间隙的产品应用自吹间隙、在带均压照射结构,从而降低了间隙间放电的分散性,是对整体冲击系数减小。在高压传输设备中采用复合绝缘外套的使用,积极的顺应了国际电力产品微型化、全面化、安全化、免维护方便化的发展趋势。
2 金属氧化物避雷器在配电变压器上的使用方法及注意事项
2.1 应安装在靠近配电变压器一侧
金属氧化物避雷器(MOA)使用时安装在配电变压器一侧,上端接线路,下端接地。当过电压流经电路时,配电变压器将过电压流过避雷器、引线和地线时,压力分为3部分,从而达到降压效果。都称为残压。在这3部分过电压中,最重要的是要减小引线上的残压。而引线的阻抗主要与与流经的电流频率有关,电流频率越高,导线的电磁感越强,阻抗效应越大。又因为U=IR,要想减小引线上的残压,就必须缩小引线阻值,可行方法是缩短MOA与配电变压器的距离,从而减小引线阻值,最终降低引线残压。
2.2 安装在配变低压侧
低压侧安装了MOA,当高压侧MOA放电使接地装置的残压升高到一定值,低压侧MOA就会放电,使得低压侧出线端与中性点及外壳的电位差减小,这样可以消除或减小高电势对设备造成的影响。而如果配变低压侧没有安装MOA,而在高压侧避雷针与地接的部分通过高电流时,这时的降压与配变外壳作用在低压侧绕组的中性点处形成了很高的电势。这会击穿附近的绝缘发生意外。所以一定要在配变低压测安装MON。
3 金属氧化物避雷器在使用中的检测
3.1 检测项目
依照国家要求,检测项目分别为(1)绝缘时的电阻值;(2)直流0.75U,1mA下的泄漏电流量;(3)运行电压下的交流泄漏电流量;(4)工作电流频率下的工频参考电压;(5)底座绝缘电阻现状;(6)检查放电计数器是否准确。
3.2 检测原因
金属氧化物避雷器运行中会出现一些问题由于高压系统中的MOA使用线路并联,非线性电阻片要长期承受系统运行电压会产生损耗;以及电路中的热效应。阀片因电流中有功分量而发热,同时还要承担各种过电压的流经发挥作用,并引起MOA的阻值及特性发生变化甚至发生爆炸而损坏。MOA的自身也会出问题,生产时内部受潮导致绝缘性能改变,使它的使用寿命减少。
3.3 检测原则
严格按照国家规程要求定期检测修理,定期对MOA进行各项工作,保证设备的安全运行。
4 MOA的现场带电测试
4.1 检测基本方法
简化电路MOA运行可简化为1个非线性电阻和1个电容的并联。而主要测的是MOA氧化锌电阻片现状,是否被逐渐老化,目前的阻值为多少,还可以运行多长时间等等问题。导致阻性电流增大。于是我们需要通过测量MOA阻性电流的变化,来了解MOA的健康状况。我们使用专用的阻性电流测量仪来进行测定MOA的目前运行时的全电流IX,阻性分量IR与容性分量IC,但我们主要根据IR的变化来判断MOA的目前运行状况。
4.2 提高方法的准确性与可实施性
在测定的同时会有系统的误差与人为的误差而我们要尽一切可能减少误差对结果的影响,而影响MOA测试准确性的主要原因是高低压相间干扰、系统电压、温度、湿度、所处位置、杂质的影响以及电磁干扰等,我们主要改变可改变的相间干扰。在生活中常见的是三相MOA横向排列,因为电磁以及杂散电容对三相的影响,使得作用的不平衡性,使两边避雷器泄漏电流承受范围发生改变。还会使得测量阻值发生误差。这一原因导致即两边相受到影响,并且使左相阻性电流增大,右相阻性电流减小。
解决这一主要误差原因后,我们再做测量时要选择好的天气,温度湿度要适中等等可以使我们的带电分析结果更准确。
5 结语
实践是检验真理的唯一标准,在金属氧化物的避雷器测试分析中,我们在实践中发现问题并解决问题,我们有可行的方法去解决问题,比如MOA阻性电流测定对发现避雷器问题是十分有效的,另一方面是我们在考虑问题要从本质出发在MOA这一问题上我们从它的结构组成分析,以及联系它的特性运用一切相关知识,以一种简单可行的方式解决了避雷器的损耗即发现的问题,进行多次及全方面的测定达到结果的准确,这是我们一致的要求。
参考文献
[1]张炜,陈宇.金属氧化物避雷器现场试验分析[J].上海电力,2008,21(2):209-210.
[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国水利电力出版社,2009.
(作者单位:国网河南嵩县供电公司)
关键词:金属氧化物避雷器;带电检测;诊断分析
随着科技的发展,人们对防止电对环境的破坏的工具避雷针的研究有很大的突破。近年来,金属氧化物避雷器(下文简称MOA)以其优异的过电压保护特性以及先进的技术性能渐渐取代了其他类型的避雷器,但是所用的东西在使用中都会有损耗,不能保障之后的良好工作。在发生MOA出现故障,泄漏电流将提高好几倍,将会使MOA设备崩溃而发生电力系统不可逆转的事故。那我们就必须定期监测在运行时MOA的泄漏电流量是否在系统可承受的范围内,同时对现象作出分析,以及对出现的情况提出建设性、可行性的措施。这样对隐患的爆发有了预防性的措施就可以避免不必要的危险,让用电处于一种安全的状态。
1 金属氧化物避雷器带电检测的结构与作用
1.1 金属氧化物避雷器的结构
金属氧化物避雷器的非线性电阻阀片主要成分是氧化锌,避雷器的核心工作元件多用烧制的氧化锌为主的金属氧化物粉末组成,具有优异的非线性,以及陡波响应快,通流容量大等优点。它的基本结构为高导电性的氧化锌晶粒。边缘为高电阻性的金属氧化物附合物即粒界层包围,在较高压的作用下,会发生金属氧化物附加物的粒界層中的价电子被拉出,使载流子大量增加。
1.2 金属氧化物避雷器的作用
金属氧化物阀片在正常工作电压下,通过的阻性电流很小,一般约为10~15μA,接近绝缘状态。因为其主要材料氧化锌电阻具有明显的非线性特性。在工作时一般电压下电阻值很大,可以近似看做一个绝缘体。而在过电压的情况下,氧化锌电阻的电阻值很小。而对有间隙的产品应用自吹间隙、在带均压照射结构,从而降低了间隙间放电的分散性,是对整体冲击系数减小。在高压传输设备中采用复合绝缘外套的使用,积极的顺应了国际电力产品微型化、全面化、安全化、免维护方便化的发展趋势。
2 金属氧化物避雷器在配电变压器上的使用方法及注意事项
2.1 应安装在靠近配电变压器一侧
金属氧化物避雷器(MOA)使用时安装在配电变压器一侧,上端接线路,下端接地。当过电压流经电路时,配电变压器将过电压流过避雷器、引线和地线时,压力分为3部分,从而达到降压效果。都称为残压。在这3部分过电压中,最重要的是要减小引线上的残压。而引线的阻抗主要与与流经的电流频率有关,电流频率越高,导线的电磁感越强,阻抗效应越大。又因为U=IR,要想减小引线上的残压,就必须缩小引线阻值,可行方法是缩短MOA与配电变压器的距离,从而减小引线阻值,最终降低引线残压。
2.2 安装在配变低压侧
低压侧安装了MOA,当高压侧MOA放电使接地装置的残压升高到一定值,低压侧MOA就会放电,使得低压侧出线端与中性点及外壳的电位差减小,这样可以消除或减小高电势对设备造成的影响。而如果配变低压侧没有安装MOA,而在高压侧避雷针与地接的部分通过高电流时,这时的降压与配变外壳作用在低压侧绕组的中性点处形成了很高的电势。这会击穿附近的绝缘发生意外。所以一定要在配变低压测安装MON。
3 金属氧化物避雷器在使用中的检测
3.1 检测项目
依照国家要求,检测项目分别为(1)绝缘时的电阻值;(2)直流0.75U,1mA下的泄漏电流量;(3)运行电压下的交流泄漏电流量;(4)工作电流频率下的工频参考电压;(5)底座绝缘电阻现状;(6)检查放电计数器是否准确。
3.2 检测原因
金属氧化物避雷器运行中会出现一些问题由于高压系统中的MOA使用线路并联,非线性电阻片要长期承受系统运行电压会产生损耗;以及电路中的热效应。阀片因电流中有功分量而发热,同时还要承担各种过电压的流经发挥作用,并引起MOA的阻值及特性发生变化甚至发生爆炸而损坏。MOA的自身也会出问题,生产时内部受潮导致绝缘性能改变,使它的使用寿命减少。
3.3 检测原则
严格按照国家规程要求定期检测修理,定期对MOA进行各项工作,保证设备的安全运行。
4 MOA的现场带电测试
4.1 检测基本方法
简化电路MOA运行可简化为1个非线性电阻和1个电容的并联。而主要测的是MOA氧化锌电阻片现状,是否被逐渐老化,目前的阻值为多少,还可以运行多长时间等等问题。导致阻性电流增大。于是我们需要通过测量MOA阻性电流的变化,来了解MOA的健康状况。我们使用专用的阻性电流测量仪来进行测定MOA的目前运行时的全电流IX,阻性分量IR与容性分量IC,但我们主要根据IR的变化来判断MOA的目前运行状况。
4.2 提高方法的准确性与可实施性
在测定的同时会有系统的误差与人为的误差而我们要尽一切可能减少误差对结果的影响,而影响MOA测试准确性的主要原因是高低压相间干扰、系统电压、温度、湿度、所处位置、杂质的影响以及电磁干扰等,我们主要改变可改变的相间干扰。在生活中常见的是三相MOA横向排列,因为电磁以及杂散电容对三相的影响,使得作用的不平衡性,使两边避雷器泄漏电流承受范围发生改变。还会使得测量阻值发生误差。这一原因导致即两边相受到影响,并且使左相阻性电流增大,右相阻性电流减小。
解决这一主要误差原因后,我们再做测量时要选择好的天气,温度湿度要适中等等可以使我们的带电分析结果更准确。
5 结语
实践是检验真理的唯一标准,在金属氧化物的避雷器测试分析中,我们在实践中发现问题并解决问题,我们有可行的方法去解决问题,比如MOA阻性电流测定对发现避雷器问题是十分有效的,另一方面是我们在考虑问题要从本质出发在MOA这一问题上我们从它的结构组成分析,以及联系它的特性运用一切相关知识,以一种简单可行的方式解决了避雷器的损耗即发现的问题,进行多次及全方面的测定达到结果的准确,这是我们一致的要求。
参考文献
[1]张炜,陈宇.金属氧化物避雷器现场试验分析[J].上海电力,2008,21(2):209-210.
[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国水利电力出版社,2009.
(作者单位:国网河南嵩县供电公司)