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电力测试技术

氧化锌避雷器测试仪在避雷器中的作用

时间:2014-05-16 22:28??阅读:

 人类早已进入电气化时代,我们对电力的要求也越来越高,而雷电等自然灾害可对电力系统造成灭顶之灾,为防止雷灾,科学家们发明了各种防雷设备,而氧化锌避雷器正是其中的佼佼者。 
    氧化锌避雷器在配电系统中可以有效防止配电系统遭雷击。  
    在三相四线配电系统中,当雷击高压侧时,雷电流通过接地电阻时产生的压降和氧化锌避雷器的残压叠加在一起作用在变压器绕组上,容易击穿绝缘。当氧化锌避雷器的接地线和变压器的外壳连在一起并接地时,使作用在高压绕组上的电压只有氧化锌避雷器护套的残压,但此时却提高了变压器外壳的电位,可能发生由外壳向变压器低压绕组的逆闪络。为了防止这种逆闪络,把变压器低压侧中性点也一同连接在外壳上,使低压侧电位也相应增高。这种把氧化锌避雷器护套接地引线、变压器中性点、外壳连在一起并接地的方法,即所谓三位一体;防雷接地保护法可有效的防止雷击造成的设备损害。 
    但是,当配变高压侧落雷时,氧化锌避雷器动作,雷电流在流经接地电阻时的压降作用在低压侧中性点上,其低压侧出线此时相当于经导线波阻接地。因此,压降的绝大部分都加在低压绕组上,又经电感作用,高压绕组将按变比出现高电压,由于高压绕组端电压受氧化锌避雷器限制,这个高压将沿高压绕组分布,在高压绕组中性点上产生最大值,可能击穿附近绝缘。同时这个高压沿高压绕组纵向电压也很大,很可能击穿高压绕组层间或匝间绝缘。所以施工时要尽量降低接地电阻值,变压器检修时要注意提高高压绕组中性点绝缘水平。此外,当低压侧落雷时,由于低压绝缘裕度比高压大,按变比折到高压侧,很可能先使高压侧绝缘击穿,同时也会使低压用电设备绝缘击穿,造成人、畜伤亡。因此,根据这种情况,在配变低压侧也应装设低压避雷器。 
     但是你以为这就完了吗?错!错!错!既然雷击来的这么凶猛,那么我们的氧化锌避雷器的性能如何呢?对,你没猜错,这时候氧化锌避雷器测试仪就应运而生了。 
     氧化锌避雷器测试仪是用于检测氧化锌避雷器电气性能的专用仪器,该仪器适用于各种电压等级的氧化锌避雷器的带电或停电检测,从而及时发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷。 该仪器操作简单、使用方便,测量全过程由单片机控制,可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流及其谐波、工频参考电压及其谐波、有功功率和相位差,大屏幕可显示电压和电流的真实波形。仪器运用数字波形分析技术,采用谐波分析和数字滤波等软件抗干扰方法使测量结果准确、稳定。 
      
氧化锌避雷器测试仪工作原理是什么? 

1、测量原理? 
输入电流电压经过数字滤波后,取出基波,然后用投影法计算出阻性电流基波峰值Ir1p=Ix1p.cosφ,因基波数值稳定,故目前普遍采用Ir1p衡量避雷器性能。? 
总电流基波峰值Ix1p在电压基波U1(E1)方向投影为Ir1p,在垂直方向投影为Ic1p,φ为电流电压基波相位角,其中包含选定的补偿角度(图八)。因此,用φ和Ir1p均能直观衡量MOA性能。? 

图1 ZX3012工作原理示意图? 
  

2、相间干扰? 
现场测量时,一字排列的避雷器(图九),中间B相通过杂散电容对A、C泄漏电流产生影响,使A相φ减小,阻性电流增大,C相φ增大,阻性电流减小甚至为负,这种现象称相间干扰(图十)。? 
一种方法是补偿相间干扰:假设Ia、Ic无干扰时相位相差120°,假设B相对A、C相干扰是相同的;? 
将电压取B相,电流取C相,测得φ1=φcb;再将电流取A相,测得φ1=φab;则C相电流与A相电流之间的相位差φca=φcb-φab;? 
选择校正角Dφ=(φca -120°)/2,将此值在主菜单中置入仪器即可;? 
选择好相序,仪器会根据所选相序自动进行角度补偿(A相加Dφ,B相不要补偿即选0,C相减Dφ)。? 
这种方法实际上对A、C相阻性电流进行了平均,也有可能掩盖问题。因此还是建议考核没有边相补偿的原始数据。现场的干扰可能是复杂的,如果不能进行合理补偿,则建议记录没有补偿的原始数据(即补偿角度为0),从阻性电流的变化趋势判断避雷器性能。? 
   如果允许,可以只给待测相加电,以取得绝对数据。而试验室测量不必考虑相间干扰。? 

3、避雷器性能判断? 
避雷器性能可以从阻性电流基波峰值Ir1p判断,但从电流电压角度Φ判断更有效,因为90°-Φ相当于介损角。如果规定阻性电流小于总电流的25%,对应的φ为75°;? 
无相间干扰时:? 
性能?<75°?75°~79°?79°~83°?83°~89°? 
Φ?差?中?良?优? 

有相间干扰时,产生误差:? 
A相?B相?C相? 
-2°~-4°?(认为0)?+2°~+4°? 

实际测量时应考虑此误差影响,尽管有此相间干扰误差,但判断MOA性能还是可行的。如仅用Ir1p判断,在90°附近会有若干倍的变化,此时不如直接查看角度更合理。? 

4、测试数据说明? 
Ux:参考电压有效值。它仅含基波和3、5、7次谐波。计算公式为:? 
Ux =? 
变比Ku = 1.000已经乘到U中,如果Ku设置为PT变比,将显示母线电压。? 
U1:为试验电压基波有效值。当谐波含量较小时,U1≈Ux? 
U3、U5、U7:电压的3、5、7次谐波占电压基波的相对含量,单位为%。? 
Ix:全电流有效值。它仅含基波和3、5、7次谐波。? 
Ixp:全电流峰值,即Ix的峰值。? 
Ix1、Ix3、Ix5、Ix7:全电流1、3、5、7次有效值。? 
Ir:阻性电流有效值。它仅含阻性电流基波和阻性电流3、5、7次谐波。Irp:阻性电流峰值,即Ir的峰值。? 
Ir1p:阻性电流基波峰值。? 
Ic1p:容性电流基波峰值。? 
MOA全电流既含有MOA非线性产生的高次谐波,也含有母线电压谐波产生的高次谐波。与Irp相比Ir1p更加稳定真实。因此建议用Ir1p作为阻性电流指标。? 

采用投影法计算:? 
Ir1p = Ix1p sinΦ? 
Ic1p = Ix1p cosΦ? 
图七其中Φ 为电流超前电压角度,其中已经包含补偿角度Φ0。? 
注意:(1)Φ 超过90°Ir1p为负值,超过180°Ic1p也为负值。(2)如果Ix波形是平顶的,Ic1p可大于Ixp。? 
P:有功功率。? 
说明:(1)Ku应设置为PT变比以获得运行电压下MOA功耗。(2)如果参考电压是线电压方式,U1还除以。 (3)感应板方式假定U1=1000V,功率名称改为Pkv,可以乘实际电压(以kV为单位)以获得运行电压下MOA功耗。? 
Cx:MOA电容量。计算公式如下:       ? 
Cx =                                ? 
Ic1为容性电流有效值,U1是基波电压有效值,f是电网频率。? 
说明:? 
(1)Ku应设置为PT变比以获得运行电压下MOA电容量。? 
(2)如果参考电压是A-B或C-B方式,U1还除以。Ir3p、Ir5p、Ir7p:3、5、7次阻性电流谐波峰值。? 
说明:Ir3p、Ir5p、Ir7p与谐波算法有关。因此Ir、Irp和阻性电流波形都受到谐波算法影响。? 
Φ:电流超前电压角度,其中已经包含补偿角度Φ0。 

我公司生产的 ZX3015A 三相氧化锌避雷器测试仪产品特点 
  
   1、可测试氧化锌避雷器全电流、阻性电流3~7次谐波,工频参考电压3~7次谐波、有功功率和相位差等参数;  
2、实现真正的三相电流、三相电压同时测量,测试效率高;  
3、超远距离无线传输,无线传输PT电压信号超过400米,按需配置可达到2000米,绝不影响PT的正常工作;  
4、电压取样多种化,支持有线方式、无线方式及无电压方式(由3次谐波电流分量判断老化程度);  
5、快速FFT计算及软硬件抗干扰功能保证测试数据的有效性;  
6、内置高能量锂电,6000mAh高能锂离子电池,特别适合无电源场合;  
7、内置工业级嵌入式操作系统,ARM系统架构允许直接开关机,无需系统维护;  
8、配备USB接口,支持U盘、外挂USB鼠标、键盘等,数据管理方便;  
9、内部配置4GB容量SD卡,保证现场测试数据不丢失。  

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