氧化锌避雷器(MOA)以其优异的非线性伏安特性,在现代电力系统中得到广泛应用。其核心是氧化锌阀片,在正常运行电压下呈现高阻态,仅流过微安级的泄漏电流;当过电压到来时则迅速转为低阻态,泄放能量。然而,阀片的老化、受潮或内部受污,会使其在运行电压下的阻性泄漏电流分量异常增大,产生有功损耗,加速劣化甚至导致热崩溃。因此,对运行中的MOA进行阻性电流检测,已成为判断其内部是否发生早期劣化的重要依据。武汉特高压电力科技有限公司(以下简称“武汉特高压")的氧化锌避雷器综合测试仪,正是为满足这一现场检测需求而设计。
一、 测试原理与核心检测参数
该测试仪主要基于“谐波分析法"或“参考电压法"等原理,在避雷器处于运行电压下(无需停电)进行测试,核心目标是分离出总泄漏电流中的阻性分量。
全电流测量:通过高精度电流传感器(通常为钳形电流互感器)采集避雷器接地引下线中的全电流信号,包括幅值和相位。
参考电压同步:同时采集母线或辅助PT的电压信号作为相位参考基准。这是准确分离阻性电流和容性电流的关键。
阻性电流分析与计算:仪器内部对采集的电流和电压信号进行数字滤波、FFT(快速傅里叶变换)等处理。从容性电流为主的泄漏电流中,分离出与电压同相位的阻性电流分量(通常包含基波和三次谐波分量),并计算阻性电流峰值、基波峰值、功耗(有功功率)等关键参数。
主要输出参数:
全电流(峰值/有效值)
阻性电流(峰值,特别是基波峰值):这是判断MOA劣化的最敏感指标。
容性电流
功耗(有功功率)
电压与电流的相位角差
三次谐波含量(部分型号):可作为辅助判据。
二、 设备系统构成与关键技术特点
一套典型的测试系统包括:
主机(分析单元):内置高速AD采样、处理器和显示屏。负责信号处理、计算、显示和存储。
高精度电流钳:用于非接触式测量避雷器泄漏电流,具有较宽的测量范围和良好的抗干扰能力。
电压参考线:用于从PT二次侧或试验变压器获取同步电压信号。
绝缘杆或测试支架(可选):辅助安全、稳定地进行现场接线。
设备的关键技术特点体现在:
高精度同步采样:电压与电流通道的同步采样精度高,确保相位测量的准确性,这是阻性电流分离结果可靠的基础。
强大的现场抗干扰能力:变电站现场电磁干扰复杂,设备采用数字滤波、硬件屏蔽和特定的算法处理,能有效抑制背景谐波和杂散信号的干扰,提取出微弱的阻性电流信号。
多种测试模式:通常支持“带电测试"(在线测量)、“停电测试"(采用自带试验电源加压测量)以及“直流参考电压法"测试(用于测量U1mA和0.75U1mA下的泄漏电流),适应不同的现场条件和测试目的。
智能分析与诊断辅助:仪器软件可自动计算各参数,并可能内置基于行业经验或标准的初步诊断提示(如与历史数据对比、参数是否超注意值等),为测试人员提供初步判断参考。
便捷的人机交互与数据管理:采用彩色液晶屏,直观显示波形、向量图及关键数据。可存储大量测试记录,包含测试时间、位置、环境参数等,数据可通过USB导出,便于建立设备档案和趋势分析。
三、 操作流程与诊断价值
现场测试流程(以带电测试为例)一般包括:确认安全措施、连接电压参考线、钳入电流传感器、设置参数(如避雷器型号、额定电压)、开始测量并记录数据。
该测试仪带来的核心价值在于实现了对MOA运行状态的量化评估和趋势管理:
早期发现隐性缺陷:阻性电流的显著增加往往早于外观异常或预防性试验中其他项目的明显变化,能够提前发现阀片受潮、老化或内部局部缺陷。
实现状态检修:通过定期(如每年雷雨季前)测试,建立每只避雷器的阻性电流历史数据库。观察其逐年变化趋势,对于增长较快的个体可以重点关注或提前安排检修更换,变“定期更换"为“按需更换",提高检修的经济性和针对性。
辅助故障排查:当某相避雷器参数明显异常时,可结合其他试验(如直流试验)进行综合判断,快速定位问题设备。
提升测试效率与安全性:带电测试方式无需设备停电,不影响系统运行,且操作相对安全便捷,适合大规模普查。
四、 典型应用场景
该设备广泛应用于所有安装有氧化锌避雷器的电力场所:
各电压等级变电站:对站内母线、线路、变压器、电抗器等设备配套的MOA进行周期性带电检测。
发电厂:检测升压站、厂用电系统等位置的避雷器。
输电线路运维单位:对线路型避雷器进行巡检和检测。
大型工矿企业配电系统:对自有配电设施中的避雷器进行状态检查。
电力设备制造与检修单位:用于出厂试验或检修后的性能验证。
五、 技术支持与服务配套
考虑到测试结果的解读需要一定的专业知识,武汉特高压通常提供以下支持:
应用指导:提供标准测试方法指南,解释关键参数(如阻性电流基波)的物理意义和常见的注意值范围。
操作培训:交付时培训现场接线方法、安全规范、仪器操作步骤以及数据存储导出功能。
数据分析咨询:用户在对复杂数据或异常数据有疑问时,可通过技术支持渠道获得专业的分析建议。
设备校准服务:提供定期的仪器校准服务或指引,确保电流、电压测量通道的长期准确性。
结语
氧化锌避雷器综合测试仪是落实电力设备状态检修策略的有效工具之一。它将MOA这一看似被动的保护设备,转变为可监测、可评估的运行单元。在选择此类仪器时,其测量(特别是阻性电流分离)的准确性与抗干扰能力、现场操作的便捷性与安全性、以及数据管理的系统性,是主要的考量维度。武汉特高压电力科技有限公司的该系列产品,通过整合高精度测量与智能分析,致力于为运行维护人员提供清晰、可靠的MOA状态数据。对于致力于提升电网设备精益化管理水平的团队而言,配备专业的测试仪,意味着对防雷这一重要安全环节拥有了更主动、更精准的管控能力。

