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【摘 要】现如今，我国是科技快速发展的新时期，我国的避雷技术在不断的完善，文章主要针对现有避雷器带电测试方法（阻性电流基本波法）抗干扰性能差，容易导致避雷器阻性电流测试数据异常等实际问题，提出研究一种基于避雷器三相全电流相角比较的避雷器带电测试方法，结合红外测温以及局放测量技术等多维度分析手段，最后通过现场实测，证明了该技术能有效地滤除现场干扰，准确地反应避雷器性能状态。
【关键词】避雷器;带电测试;异常分析;干扰因数;三相全电流;相角比较法
引言
避雷器是电力系统安全稳定运行的主设备之一，可以有效抑制线路过电压，操作过电压等造成设备损害的过电压。在辖区内，金属氧化锌避雷器（简称MOA）以其良好的稳定性，伏安特性非线性以及大通流容量等优点在辖区范围内广泛应用。
1氧化锌避雷器测试干扰排除的意义
为了促进变电站配电工作的顺利开展，保证供电的稳定性，对避雷器进行测试是一种普遍且必须的办法。氧化锌避雷器的绝缘测试主要分为停电测试和带电测试，根据实际情况和不同环境下的供电需求，合理选择测试方法。目前對停电测试方法的应用在减少，因为停电测试会削弱设备运行的稳定性，还会对电网工作带来事故风险，且停电测试的过程还需要电网主要设备同时停运，这就对测试工作提出了更多的限制条件。我国电网设备并没有实现全部统一，也无法实现统一，都是根据需求和供电情况合理安排电网设备，采用停电测试，会因为一些设备的运行方式特殊而出现无法停运的问题，那避雷器监测就无法进行。为此，现阶段我们主要采用的是带电测试，通常测试的参量为全泄漏电流、阻性电流和功率损耗，从阻性电流的反应情况来评价避雷器属于受潮、污染还是设备老化，而测试过程出现的设备功率增加，温度升高，主要反应氧化锌避雷器的劣化程度。所有导体之间都存在耦合电容，故不可避免地存在相间及空间干扰。对氧化锌避雷器而言，干扰因素的存在会导致测试结果出现误差，无法反应避雷器的真实状态，例如避雷器的阀片劣化、内部受潮等，都会因为干扰因素而无法精准检测，因此，我们必须必须设法消除氧化锌避雷器带电测试中的干扰问题，提升测试数据的精准度。
2避雷器带电测试数据异常分析与应对措施
2.1阻性电流基波法分析
测量各相避雷器电流的同时测量其PT二次电压，经过傅里叶变换，得到电压与电流的基波分量，那么电压与电流的夹角即为阻性电流夹角，阻性电流等于基波电流在基波电压方向上的分量，如图1所示。目前很多基于阻性电流基本法的避雷器带电测试仪是带有相角补偿功能，补偿由于相间干扰引起的误差。无论是带相角补偿或者不带相角补偿的，其数据准确性是由电压与电流的夹角θ决定的。此种测试方法有3个主要误差。①系统电压电压的波动的影响，各相系统电压的波动，会导致θ出现偏差。②PT信号读取位置的不确定性，不同时期读取PT信号可能基于不同的PT二次端子箱，这会造成一定的误差。③信号传输的可靠性。避雷器本体与取PT信号的位置距离远的话达到200～300m，采用有线信号传输，信号传输易受环境干扰，且在运用中发现还与信号线接触是否良好关系密切，而无线传输则受电磁干扰影响大。上述3个方面是造成避雷器带电测试数据异常的主要原因。
2.2显著性差异分析法简介
MOA带电测试需对测试结果进行对比分析，将本次测试数据与历史数据相对比，而后做出分析判断。本文使用状态量显著性差异分析法对MOA带电测试结果进行精确分析，从而判断设备是否存在可能的缺陷。针对测试数据的分析，《输变电设备状态检修试验规程》Q/GDW1168-2013提出了显著性差异分析法。该方法可对测试数据进行精确分析，从而找出显著性差异，特别适合对设备状态量进行精确分析。避雷器带电测试数据量大，数据误差范围小，通常很难发现小范围内数据的轻微变动。使用该方法进行避雷器带电测试数据分析。其主要原理是在相近的运行和检测条件下，相同设计、材质和工艺的一批设备，其状态量（测试数据）不应有显著差异。在不受试验条件影响时，显著性差异分析法也适用于同一设备同一状态了历年试验结果分析。如果某台设备某个状态量与其他设备，或与之前历年数据有显著性差异，即使满足注意值或警示值要求，也应引起注意。
2.3在线监测装置的影响
（1）在线监测装置等效电路。该站避雷器在线监测装置均选用上海某公司生产的JSM3-485通信型在线监测装置，为非常规的避雷器在线监测装置。装置采用全密封焊死结构，外置2路圆形四针航空接口，一路为工作接口、一路为备用接口，1针、4针外引12V直流工作电源。其内部元件按功能设置主要分为采样检测、数据通信两大部分，两者之间采用光电隔离。其中，采样检测部分可等效为12kΩ电阻与氧化锌阀片并联，其等效电路如图2所示。（2）装置现场检查情况。避雷器停电抢修时，现场检查JSM3-485通信型在线监测装置，指针指示为零，备用接口有明显受潮痕迹，厂家确认设备已故障损坏。（3）装置对带电检测数据的影响。从前面检查情况来看，造成避雷器带电检测数据严重失真的原因为备用接口受潮，导致JSM3-485通信型在线监测装置内部故障，电子器件、光电隔离部分热击穿。带电检测时，外引12V直流工作电源与避雷器带电测试仪构成回路，附加电流导致带电检测数据严重失真。
2.4红外测温以及局放测试
1）红外测温应用避雷器劣化导致阻性电流增加，将引起内部温度升高，通过红外测温的方式能直观地反应避雷器的劣化情况，目前的红外测温能锁定到设备的各个部位，误差能控制在0.5℃范围内。通过大量的现场实地测温，同个站点运行正常的避雷器三相对比，各位置的温度基本一致。2）局部放电测试应用当避雷器内部出现劣化，或者某个部位接触不良时，内部会产生悬浮电位，电位随外电场整体电压而变化，电场强度达到一定程度会产生放电现象。借助避雷器局部放电测试仪进行三相同时检测，观察其相位与幅值，若三相同时有，且为同极性相位，则为外部干扰，若一相幅值较大，其他两相不明显，则避雷器内部可能存在放电现象。由于局放测试仪对空间电磁场要求较高，故这种方法作为辅助判别的手段。
结语
本文所介绍的避雷器带电检测数据异常的情况比较少见，但提醒我们要加强对在线监测装置运行情况的关注。在线监测装置出现故障后，必须尽快消缺。带电检测数据出现异常时，应与在线监测数据进行对照，若带电检测数据异常时恰好在线监测装置故障，须排除在线监测装置对测试数据的影响，之后，才可对测试数据下结论。
参考文献：
[1]严玉婷.避雷器带电测试的原理及仪器比较和现场事故缺陷分析[J].电瓷避雷器，2011（2）：57-62.
[2]张伟平.避雷器阻性电流测试新方法[J].电瓷避雷器，2011（6）：112-116.
[3]袁海燕.改进的特高压金属氧化物避雷器带电测试方法[J].电瓷避雷器，2011（6）：76-80.
[4]杨殿成.金属氧化物避雷器带电测试干扰分析[J].高压电器，2009，45（5）：130-132.
[5]赵玲艳.氧化锌避雷器带电测试分析[J].华电技术，2009（9）：55-57.
（作者单位：国网山西省电力公司晋城供电公司）
【关键词】避雷器;带电测试;异常分析;干扰因数;三相全电流;相角比较法
引言
避雷器是电力系统安全稳定运行的主设备之一，可以有效抑制线路过电压，操作过电压等造成设备损害的过电压。在辖区内，金属氧化锌避雷器（简称MOA）以其良好的稳定性，伏安特性非线性以及大通流容量等优点在辖区范围内广泛应用。
1氧化锌避雷器测试干扰排除的意义
为了促进变电站配电工作的顺利开展，保证供电的稳定性，对避雷器进行测试是一种普遍且必须的办法。氧化锌避雷器的绝缘测试主要分为停电测试和带电测试，根据实际情况和不同环境下的供电需求，合理选择测试方法。目前對停电测试方法的应用在减少，因为停电测试会削弱设备运行的稳定性，还会对电网工作带来事故风险，且停电测试的过程还需要电网主要设备同时停运，这就对测试工作提出了更多的限制条件。我国电网设备并没有实现全部统一，也无法实现统一，都是根据需求和供电情况合理安排电网设备，采用停电测试，会因为一些设备的运行方式特殊而出现无法停运的问题，那避雷器监测就无法进行。为此，现阶段我们主要采用的是带电测试，通常测试的参量为全泄漏电流、阻性电流和功率损耗，从阻性电流的反应情况来评价避雷器属于受潮、污染还是设备老化，而测试过程出现的设备功率增加，温度升高，主要反应氧化锌避雷器的劣化程度。所有导体之间都存在耦合电容，故不可避免地存在相间及空间干扰。对氧化锌避雷器而言，干扰因素的存在会导致测试结果出现误差，无法反应避雷器的真实状态，例如避雷器的阀片劣化、内部受潮等，都会因为干扰因素而无法精准检测，因此，我们必须必须设法消除氧化锌避雷器带电测试中的干扰问题，提升测试数据的精准度。
2避雷器带电测试数据异常分析与应对措施
2.1阻性电流基波法分析
测量各相避雷器电流的同时测量其PT二次电压，经过傅里叶变换，得到电压与电流的基波分量，那么电压与电流的夹角即为阻性电流夹角，阻性电流等于基波电流在基波电压方向上的分量，如图1所示。目前很多基于阻性电流基本法的避雷器带电测试仪是带有相角补偿功能，补偿由于相间干扰引起的误差。无论是带相角补偿或者不带相角补偿的，其数据准确性是由电压与电流的夹角θ决定的。此种测试方法有3个主要误差。①系统电压电压的波动的影响，各相系统电压的波动，会导致θ出现偏差。②PT信号读取位置的不确定性，不同时期读取PT信号可能基于不同的PT二次端子箱，这会造成一定的误差。③信号传输的可靠性。避雷器本体与取PT信号的位置距离远的话达到200～300m，采用有线信号传输，信号传输易受环境干扰，且在运用中发现还与信号线接触是否良好关系密切，而无线传输则受电磁干扰影响大。上述3个方面是造成避雷器带电测试数据异常的主要原因。
2.2显著性差异分析法简介
MOA带电测试需对测试结果进行对比分析，将本次测试数据与历史数据相对比，而后做出分析判断。本文使用状态量显著性差异分析法对MOA带电测试结果进行精确分析，从而判断设备是否存在可能的缺陷。针对测试数据的分析，《输变电设备状态检修试验规程》Q/GDW1168-2013提出了显著性差异分析法。该方法可对测试数据进行精确分析，从而找出显著性差异，特别适合对设备状态量进行精确分析。避雷器带电测试数据量大，数据误差范围小，通常很难发现小范围内数据的轻微变动。使用该方法进行避雷器带电测试数据分析。其主要原理是在相近的运行和检测条件下，相同设计、材质和工艺的一批设备，其状态量（测试数据）不应有显著差异。在不受试验条件影响时，显著性差异分析法也适用于同一设备同一状态了历年试验结果分析。如果某台设备某个状态量与其他设备，或与之前历年数据有显著性差异，即使满足注意值或警示值要求，也应引起注意。
2.3在线监测装置的影响
（1）在线监测装置等效电路。该站避雷器在线监测装置均选用上海某公司生产的JSM3-485通信型在线监测装置，为非常规的避雷器在线监测装置。装置采用全密封焊死结构，外置2路圆形四针航空接口，一路为工作接口、一路为备用接口，1针、4针外引12V直流工作电源。其内部元件按功能设置主要分为采样检测、数据通信两大部分，两者之间采用光电隔离。其中，采样检测部分可等效为12kΩ电阻与氧化锌阀片并联，其等效电路如图2所示。（2）装置现场检查情况。避雷器停电抢修时，现场检查JSM3-485通信型在线监测装置，指针指示为零，备用接口有明显受潮痕迹，厂家确认设备已故障损坏。（3）装置对带电检测数据的影响。从前面检查情况来看，造成避雷器带电检测数据严重失真的原因为备用接口受潮，导致JSM3-485通信型在线监测装置内部故障，电子器件、光电隔离部分热击穿。带电检测时，外引12V直流工作电源与避雷器带电测试仪构成回路，附加电流导致带电检测数据严重失真。
2.4红外测温以及局放测试
1）红外测温应用避雷器劣化导致阻性电流增加，将引起内部温度升高，通过红外测温的方式能直观地反应避雷器的劣化情况，目前的红外测温能锁定到设备的各个部位，误差能控制在0.5℃范围内。通过大量的现场实地测温，同个站点运行正常的避雷器三相对比，各位置的温度基本一致。2）局部放电测试应用当避雷器内部出现劣化，或者某个部位接触不良时，内部会产生悬浮电位，电位随外电场整体电压而变化，电场强度达到一定程度会产生放电现象。借助避雷器局部放电测试仪进行三相同时检测，观察其相位与幅值，若三相同时有，且为同极性相位，则为外部干扰，若一相幅值较大，其他两相不明显，则避雷器内部可能存在放电现象。由于局放测试仪对空间电磁场要求较高，故这种方法作为辅助判别的手段。
结语
本文所介绍的避雷器带电检测数据异常的情况比较少见，但提醒我们要加强对在线监测装置运行情况的关注。在线监测装置出现故障后，必须尽快消缺。带电检测数据出现异常时，应与在线监测数据进行对照，若带电检测数据异常时恰好在线监测装置故障，须排除在线监测装置对测试数据的影响，之后，才可对测试数据下结论。
参考文献：
[1]严玉婷.避雷器带电测试的原理及仪器比较和现场事故缺陷分析[J].电瓷避雷器，2011（2）：57-62.
[2]张伟平.避雷器阻性电流测试新方法[J].电瓷避雷器，2011（6）：112-116.
[3]袁海燕.改进的特高压金属氧化物避雷器带电测试方法[J].电瓷避雷器，2011（6）：76-80.
[4]杨殿成.金属氧化物避雷器带电测试干扰分析[J].高压电器，2009，45（5）：130-132.
[5]赵玲艳.氧化锌避雷器带电测试分析[J].华电技术，2009（9）：55-57.
（作者单位：国网山西省电力公司晋城供电公司）