1、運(yùn)行中氧化鋅避雷器存在的問(wèn)題
1.1由于氧化鋅避雷器取消了串聯(lián)間隙，在電網(wǎng)運(yùn)行電壓的作用下，其本體要流通電流，電流中的有功分量將使氧化鋅閥片發(fā)熱，繼而引起伏安特性的變化。這是一個(gè)正反饋過(guò)程。長(zhǎng)期作用的結(jié)果將導(dǎo)致氧化鋅閥片老化，直至出現(xiàn)熱擊穿。
1.2氧化鋅避雷器受到?jīng)_擊電壓的作用，氧化鋅閥片也會(huì)在沖擊電壓能量的作用下發(fā)生老化。
1.3氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮或絕緣支架絕緣性能不良，會(huì)使工頻電流，尤其是阻性電流分量增加，功耗加劇，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致內(nèi)部放電。
1.4氧化鋅避雷器受到雨、雪、凌露及灰塵的污染，會(huì)由于氧化鋅避雷器內(nèi)外電位分布不同而使內(nèi)部氧化鋅閥片與外部瓷套之間產(chǎn)生較大電位差，導(dǎo)致徑向放電現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而損壞整支避雷器。
2、氧化鋅避雷器阻性、容性分量測(cè)試及分析的意義
    當(dāng)氧化鋅避雷器處于合適的荷電率狀況下時(shí)，阻性泄漏電流僅占總電流的10%～20%，因此，僅僅以觀察總電流的變化情況來(lái)確定氧化鋅避雷器阻性電流的變化情況是困難的，只有將阻性泄漏電流從總電流中分離出來(lái)，才能清楚地了解它的變化情況。判斷氧化鋅避雷器是否發(fā)生老化或受潮，通常以觀察正常運(yùn)行電壓下流過(guò)氧化鋅避雷器阻性電流的變化，即觀察阻性泄漏電流是否增大作為判斷依據(jù)。已有研究指出：
2.1氧化鋅避雷器污穢嚴(yán)重或受潮時(shí)，阻性電流的基波成分增長(zhǎng)較大，諧波的含量增長(zhǎng)不明顯。
2.2 氧化鋅閥片老化時(shí)，阻性電流諧波的含量增長(zhǎng)較大，基波成分增長(zhǎng)不明顯。
2.3僅當(dāng)避雷器發(fā)生均勻劣化時(shí)，底部容性電流不發(fā)生變化。發(fā)生不均勻劣化時(shí)，底部容性電流增加。避雷器有一半發(fā)生劣化時(shí)，底部容性電流增加最多。對(duì)220kV及500kV，避雷器分段，不均勻劣化的情況更多。
2.4相間干擾對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響，但不影響測(cè)試結(jié)果的有效性。采用歷史數(shù)據(jù)的縱向比較法，能較好地反映氧化鋅避雷器運(yùn)行情況。所以，通過(guò)對(duì)氧化鋅避雷器泄漏電流的全電流和對(duì)應(yīng)的母線PT電壓進(jìn)行采集，分析泄漏電流的阻性電流分量、容性電流分量，阻性電流分量的諧波含量可以全面反映氧化鋅避雷器的運(yùn)行情況，為判斷其絕緣狀態(tài)提供可靠有效的判據(jù)。
3、氧化鋅避雷器阻性、容性分量測(cè)試及分析的基本原理
    用精密的小電流隔離傳感器采集避雷器泄漏電流信號(hào)，用高阻隔離的精密電壓傳感器對(duì)應(yīng)相的PT二次側(cè)電壓信號(hào)，以電壓信號(hào)為相位基準(zhǔn)，利用快速傅立葉變換，分離出避雷器泄漏電流全電流的阻性分量和容性分量，并對(duì)阻性電流做諧波分析，求取其3、5、7次諧波含量。測(cè)試過(guò)程中，電流信號(hào)和電壓信號(hào)應(yīng)同時(shí)測(cè)量。如果三相電流和電壓同時(shí)采集，相間干擾的影響被同時(shí)測(cè)量，由于現(xiàn)場(chǎng)的干擾相對(duì)穩(wěn)定（與現(xiàn)場(chǎng)布置相關(guān)），更有利于信號(hào)的分析。
4、現(xiàn)場(chǎng)氧化鋅避雷器測(cè)試存在的問(wèn)題及解決的方法
    氧化鋅避雷器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的主要問(wèn)題在于現(xiàn)場(chǎng)的相間干擾分析和電壓基準(zhǔn)信號(hào)的獲取。
4.1 現(xiàn)場(chǎng)的相間干擾
    氧化鋅避雷器的相間干擾主要與變電站的間隔布置相關(guān)，也與母線的布置有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，同時(shí)受到環(huán)境、系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，要采用固定的邊界條件的算法去準(zhǔn)確分析相間干擾幾乎是不可能的。由于相間干擾相對(duì)穩(wěn)定，我們認(rèn)為采用三相電流、電壓信號(hào)同時(shí)采集的方法，觀察三相數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系，可以排除相間干擾對(duì)數(shù)據(jù)分析的影響。一般地，A、B、C三相電流電壓的相位角一般為79、83、87左右，接近等差分布序列，三相的阻性電流基本遵循Ia>Ib>Ic，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，隨著布置的不同，具體的相位差值可能不一定完全滿足等差序列的分布，但是應(yīng)當(dāng)在等差序列附近，而且，多次重復(fù)測(cè)試時(shí)，波動(dòng)很小，一般小于0.5度。
    總的來(lái)說(shuō)，由于相間干擾的存在，相角處于80度以上（微小的角度漂移將導(dǎo)致計(jì)算的阻性電流值有很大變化），我們認(rèn)為氧化鋅避雷器的電流電壓相位差值更能反映避雷器的受潮及老化情況（全電流變化不大），實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)相位差變化和阻性電流變化的歷史趨勢(shì)進(jìn)行分析判斷更有效。
4.2 電壓基準(zhǔn)信號(hào)的獲取
    要精確測(cè)量避雷器的阻性電流分量，必須從對(duì)應(yīng)的PT二次側(cè)采集現(xiàn)場(chǎng)電壓基準(zhǔn)信號(hào)，早期的測(cè)試儀器中，將從PT二次側(cè)引出的電壓信號(hào)線直接連接到放置在避雷器下端的儀器電壓信號(hào)輸入端，由于現(xiàn)場(chǎng)距離較遠(yuǎn)，儀器的移動(dòng)（引線拖動(dòng)）和人員的走動(dòng)，以及其他的不可控制因素，極易導(dǎo)致PT二次側(cè)短路，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。甚至在某些場(chǎng)合不能獲取PT二次信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)試不能進(jìn)行。我們采取三種測(cè)試方式來(lái)解決這一問(wèn)題。
4.2.1 安全、高效地獲取電壓基準(zhǔn)信號(hào)
    現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，將測(cè)試儀主機(jī)（電流測(cè)量）放置在待測(cè)的一組避雷器下端，連接電流測(cè)試線，將電壓測(cè)試單元放置在PT端子箱旁，連接電壓測(cè)試引線，電壓測(cè)試單元與電流測(cè)試單元通過(guò)無(wú)線或者有線的方式進(jìn)行采集的同步，電壓數(shù)據(jù)（相位基準(zhǔn)和有效值）通過(guò)無(wú)線或者有線方式傳輸?shù)綔y(cè)試儀主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，求取各個(gè)參數(shù)。電壓?jiǎn)卧胖迷赑T端子箱旁，不再移動(dòng)，PT二次側(cè)的引線也不再移動(dòng)，即使引線，也是使用電壓測(cè)試單元的數(shù)字信號(hào)引線，與PT二次側(cè)完全隔離，大大提高了測(cè)試的安全性。
    電壓?jiǎn)卧瑴y(cè)試儀主機(jī)，無(wú)線發(fā)射和接受單元全部?jī)?nèi)置高能鋰離子電池，可不接現(xiàn)場(chǎng)的220V交流電源，接線簡(jiǎn)化。一個(gè)母線場(chǎng)電壓?jiǎn)卧恍杞右淮尉€，而且測(cè)試儀主機(jī)可以更加方便的移動(dòng)到任一組同一母線場(chǎng)的避雷器下端，大大提高測(cè)試效率。
4.2.2 不接PT二次側(cè)的電壓基準(zhǔn)信號(hào)
    在某些特定場(chǎng)合無(wú)法獲取PT二次側(cè)的電壓基準(zhǔn)信號(hào)（系統(tǒng)安全性要求），或者在試驗(yàn)任務(wù)繁重，監(jiān)測(cè)工作量大時(shí)，不需接入電壓基準(zhǔn)信號(hào)作為相位參考時(shí)，我們提供“無(wú)電壓”測(cè)量方式。以理論分析為基礎(chǔ)（A和C相對(duì)B相的相間干擾矢量和接近為零，三相的電流電壓相位差值按相對(duì)固定的規(guī)律分布），通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，良好的避雷器組中，B相的泄漏電流和B相系統(tǒng)電壓的相位差值一般在83～84度之間，這一規(guī)律是“無(wú)電壓”方式測(cè)量的理論前提。
    “無(wú)電壓”方式測(cè)量時(shí)，儀器只測(cè)量避雷器的三相泄漏電流（必須同時(shí)測(cè)量），輸入B相電流和電壓的相位差值（默認(rèn)為83.5度，輸入到儀器中的B相參考相位差值如果是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的統(tǒng)計(jì)值，測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確），根據(jù)實(shí)測(cè)的B相的電流相位推算得到B相的電壓相位，根據(jù)系統(tǒng)三相電壓差120度的規(guī)律，計(jì)算出A和C相電壓的相位，從而計(jì)算出A和C相的電流電壓相位差值，然后求取相應(yīng)的一系列參量。對(duì)同一母線場(chǎng)的避雷器，每次測(cè)量輸入的B相參考相位差值保持一致，那么測(cè)試結(jié)果的歷史趨勢(shì)對(duì)比可以很好的反應(yīng)避雷器的絕緣狀況的變化，建議的數(shù)據(jù)結(jié)果的判斷方法是：如果A、C兩相數(shù)據(jù)均不正常，我們就初步判斷B相存在問(wèn)題（基準(zhǔn)錯(cuò)誤），如果A、C某一相數(shù)據(jù)異常，那就是數(shù)據(jù)異常的某相存在問(wèn)題。
    如果發(fā)現(xiàn)某一組避雷器的數(shù)據(jù)異常，最后的精確判斷需要接入電壓信號(hào)或者退出運(yùn)行用直流參數(shù)測(cè)量進(jìn)行確診。
5、測(cè)試結(jié)果分析的參考意見(jiàn)
5.1 氧化鋅避雷器測(cè)試結(jié)果的分析以歷史數(shù)據(jù)縱向變化趨勢(shì)為依據(jù)，不刻意追求測(cè)試值的絕對(duì)大小。
5.2 氧化鋅避雷器的阻性電流值在正常情況下約占全電流的10～20%。如果測(cè)試值在此范圍內(nèi)，一般可判別此氧化鋅避雷器運(yùn)行良好。
5.3 氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的25～40%時(shí)，可增加檢測(cè)頻度。密切關(guān)注其變化趨勢(shì)、并做數(shù)據(jù)分析判斷。
5.4 氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的40%以上時(shí)，可以考慮退出運(yùn)行，進(jìn)一步分析故障原因。
5.5 如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長(zhǎng)，其中，基波的增長(zhǎng)幅度較大，諧波的增長(zhǎng)不明顯。此種情況一般可確定為氧化鋅避雷器污穢嚴(yán)重或內(nèi)部受潮。
5.6 如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長(zhǎng)，其中諧波的增長(zhǎng)幅度較大，基波的增長(zhǎng)不明顯。此種情況一般可確定為氧化鋅避雷器老化。
    以上判據(jù)僅供參考，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確規(guī)定各種判斷標(biāo)準(zhǔn)。某些省電力試驗(yàn)研究院做了一些較具體的規(guī)定，廣大用戶可參考當(dāng)?shù)仉娏υ囼?yàn)歸口部門(mén)的相關(guān)技術(shù)說(shuō)明和規(guī)定。
    信息來(lái)源：m.kk-medicalproducts.com 信息整理：拓普電氣生技部