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[摘要]：金属氧化物避雷器在运行中，由于阀片老化以及经受热和冲击破坏会引起故障，必须对其进行及时的预试，而相邻的电器主设备往往不能及时停运，因而必须采用带电测量的方法对氧化锌避雷器进行测量。本文论述了金属氧化物避雷器带电测试的有关技术问题；分析了金属氧化物避雷器电阻片劣化导致阻性电流增大的几种原因；阐述了金属氧化物避雷器现场带电测试的方法、提高测试精度的方法以及测试数据的分析方法。
[关键词]：金属氧化物避雷器 带电测试 泄漏电流 阻性电流
中图分类号：O361.4 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）35- 0527-01
引言
近年来，金属氧化物避雷器（下文簡称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。
一、氧化锌避雷器的工作原理
氧化锌避雷器是20世纪70年代发展起来的一种新型避雷器，它主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一定开关电压（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，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
二、金属氧化物避雷器运行中的常见缺陷
由于高压系统中的MOA取消了串联间隙，非线性电阻片要长期承受系统运行电压，并有持续性的电流流过。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作用，并将过电压能量吸收到自身上来，长期作用后必然会发热，并引起MOA伏安特性变化，甚至热崩溃而损坏。MOA外绝缘受到污染导致电位分布不均，引起局部电阻片老化，严重时，可使内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差而发生径向放电现象，并损坏电阻片。MOA结构不良、密封不严或密封部件失效，使内部构件受潮，泄漏电流和阻性电流分量急剧增加，导致阀片温度上升而发生热崩溃，甚至引起爆炸事故。
三、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重要性
氧化锌避雷器在运行中由于其阀片老化、受潮等原因，容易引起故障，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须停运主设备，会影响设备的运行可靠性，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重要。
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试，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分量，来判断避雷器的受潮及老化状况。通过氧化性避雷器带电测量有功分量，及时发现有问题的氧化锌避雷器，将设备故障杜绝在萌芽状态。
3.影响氧化锌避雷器带电测试因素
影响氧化锌避雷器带电测试的因素很多，主要有间隔内相间干扰、测试方法、表面污秽等因素。而表面污秽可以在现场通过对氧化锌避雷器的表面清洁处理得到解决，这里主要排除间隔内相间干扰、测试方法对测量带来的影响。
四、氧化锌避雷器的现场带电测试
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。）
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。
3.测试数据的分析
氧化锌避雷器（MOA）是我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《华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程》规定，新投运的66KV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，应当缩短监测周期，当阻性电流增加100%时，必须停电检查，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。
五、结束语
实践证明，带电测试MOA阻性电流对发现早期避雷器缺陷是非常有效的。对于MOA来说，35kV及以上电压等级的均可采用现场在线测试，测试方法简单方便，试验数据稳定，与其它试验结果和运行状态基本吻合。氧化锌避雷器在线测试结果能够反映MOA绝缘状况，提高绝缘试验水平，对绝缘监督进一步加强具有重要意义。对带电测试数据进行判断时，应结合历史数据运用横向、纵向以及相间比较法作出综合分析，不应单纯用某项指标作为判定依据。同时，系统电压、温度、污秽等因素都会引起MOA全电流和阻性电流发生变化，测试时应注意综合分析。在带电测试中发现MOA异常时，建议停电作直流试验，以确诊MOA是否必须退出运行。
参考文献：
[1] 陈海强. 金属氧化物避雷器带电测试浅谈[J]. 企业技术开发 ， 2011，（17）
[2] 严玉婷， 江健武， 钟建灵， 吕启深， 王亚舟. 金属氧化物避雷器事故分析及测试方法的比较研究[J]. 电瓷避雷器 ， 2011，（05）
[关键词]：金属氧化物避雷器 带电测试 泄漏电流 阻性电流
中图分类号：O361.4 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）35- 0527-01
引言
近年来，金属氧化物避雷器（下文簡称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。
一、氧化锌避雷器的工作原理
氧化锌避雷器是20世纪70年代发展起来的一种新型避雷器，它主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一定开关电压（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，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
二、金属氧化物避雷器运行中的常见缺陷
由于高压系统中的MOA取消了串联间隙，非线性电阻片要长期承受系统运行电压，并有持续性的电流流过。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作用，并将过电压能量吸收到自身上来，长期作用后必然会发热，并引起MOA伏安特性变化，甚至热崩溃而损坏。MOA外绝缘受到污染导致电位分布不均，引起局部电阻片老化，严重时，可使内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差而发生径向放电现象，并损坏电阻片。MOA结构不良、密封不严或密封部件失效，使内部构件受潮，泄漏电流和阻性电流分量急剧增加，导致阀片温度上升而发生热崩溃，甚至引起爆炸事故。
三、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重要性
氧化锌避雷器在运行中由于其阀片老化、受潮等原因，容易引起故障，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须停运主设备，会影响设备的运行可靠性，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重要。
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试，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分量，来判断避雷器的受潮及老化状况。通过氧化性避雷器带电测量有功分量，及时发现有问题的氧化锌避雷器，将设备故障杜绝在萌芽状态。
3.影响氧化锌避雷器带电测试因素
影响氧化锌避雷器带电测试的因素很多，主要有间隔内相间干扰、测试方法、表面污秽等因素。而表面污秽可以在现场通过对氧化锌避雷器的表面清洁处理得到解决，这里主要排除间隔内相间干扰、测试方法对测量带来的影响。
四、氧化锌避雷器的现场带电测试
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。）
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。
3.测试数据的分析
氧化锌避雷器（MOA）是我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《华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程》规定，新投运的66KV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，应当缩短监测周期，当阻性电流增加100%时，必须停电检查，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。
五、结束语
实践证明，带电测试MOA阻性电流对发现早期避雷器缺陷是非常有效的。对于MOA来说，35kV及以上电压等级的均可采用现场在线测试，测试方法简单方便，试验数据稳定，与其它试验结果和运行状态基本吻合。氧化锌避雷器在线测试结果能够反映MOA绝缘状况，提高绝缘试验水平，对绝缘监督进一步加强具有重要意义。对带电测试数据进行判断时，应结合历史数据运用横向、纵向以及相间比较法作出综合分析，不应单纯用某项指标作为判定依据。同时，系统电压、温度、污秽等因素都会引起MOA全电流和阻性电流发生变化，测试时应注意综合分析。在带电测试中发现MOA异常时，建议停电作直流试验，以确诊MOA是否必须退出运行。
参考文献：
[1] 陈海强. 金属氧化物避雷器带电测试浅谈[J]. 企业技术开发 ， 2011，（17）
[2] 严玉婷， 江健武， 钟建灵， 吕启深， 王亚舟. 金属氧化物避雷器事故分析及测试方法的比较研究[J]. 电瓷避雷器 ， 2011，（05）