[發(fā)明專利]一種MOA泄漏電流在線測試儀進行校準的方法與裝置

無效

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• 申請日: 2009-11-14
• 公開（公告）號: CN102062846A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 馬建海;呂景順;李世偉;孫亞明;舒乃秋;李自品;彭鵬;楊志華;彭輝;李豹
• 申請（專利權）人: 甘肅電力科學研究院
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發(fā)明屬于電力測試設備與儀器的校準，檢定領域，涉及一種金屬氧化物避雷器(以下稱MOA)泄漏電流在線測試儀校準的方法與裝置，適用于對MOA泄漏電流在線測試儀進行校準。

背景技術

MOA通常是指閥片由氧化鋅(以下稱ZnO)等電阻片相串聯(lián)或并聯(lián)構成的避雷器。MOA具有優(yōu)異的保護性能，從ZnO閥片的伏安特性曲線可以看到，其非線性特性遠遠優(yōu)于碳化硅(以下稱SiC)構成的閥式避雷器。其晶界層的相對介電常數(shù)可達500～2000，使閥片具有相當大的通流能力。單位面積的ZnO電阻片的通流能力大約是SiC電阻片的4倍，因此MOA具有良好的吸收雷擊過電壓和暫態(tài)過電壓的能力。80年代以來，憑借著其優(yōu)良的性能和較高的運行可靠性，MOA在電力系統(tǒng)中得到了的廣泛應用，電力系統(tǒng)的安全性得到了極大的提高。

MOA在投入電網(wǎng)運行后，大部分運行良好，但是在運行中也有損壞或爆炸的事故發(fā)生。中國電力科學研究院的統(tǒng)計資料表明，高壓MOA的全國平均事故率國產產品為0.286相/百相·年，進口產品為0.34相/百相·年。對MOA進行監(jiān)測并且采取有效的措施來防止其運行中的事故發(fā)生，以保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行是十分必要的。

目前MOA的監(jiān)測方法主要有三種方法：預防性試驗、帶電檢測和在線監(jiān)測。

對于周期性預防試驗，使用較多的是測量避雷器在直流1mA下的電壓U_1mA和75％U_1mA下的泄漏電流I_0.75U1mA，U_1mA一般位于伏安特性曲線上由預擊穿區(qū)進入擊穿區(qū)的轉折點處，是限制或釋放電流的臨界點，可反映MOA的壽命和保護性能等。而I_0.75U1mA與MOA的壽命有直接的關系，一般在同一溫度下此泄漏電流與壽命成反比。

帶電檢測主要是檢測泄漏電流及其阻性分量，采取補償法或數(shù)字諧波分析法，將全電流中的阻性分量與容性分量分離開來，并根據(jù)其阻性分量的變化來判斷MOA的運行情況。也有用遠紅外線帶電檢測，它是用紅外探測儀探測被測目標的紅外輻射信號，經(jīng)放大、轉換處理后得到紅外熱像圖，根據(jù)附帶的固化程序分析得到正在運行的MOA各節(jié)閥片的溫度來確定是否有缺陷。該方法為非電氣檢測，操作簡單，很適合現(xiàn)場使用，安全度和靈敏度都很高，一般判斷溫差達到1℃便可確定有缺陷。

傳統(tǒng)MOA在線監(jiān)測所使用的方法是測量接地引下線上通過的全泄漏電流，此法只能判斷受潮劣化，對老化不靈敏，尤其是早期老化。如阻性電流幅值從50μA增大到250μA時，全電流的增大可能只有百分之幾。近幾年出現(xiàn)的泄漏電流在線測試儀可以測量MOA泄漏電流中的主要諧波分量的幅值與相角，并與電壓中基波電壓分量的相角相比較，得出電流中的阻性電流分量幅值，具有較好的性能，并得到了推廣應用。

綜合以上所提到的三種方法，如果采用周期性預防性試驗，根據(jù)避雷器預試周期的要求，它所保護的主設備需每年停電一次，這樣被保護設備的運行可靠性大大降低。另一方面，保護主變壓器與單母線結構的避雷器，市場因為運行方式的限制而無法停運主設備，導致避雷器無法按時停電預試。鑒于此，目前實際應用中多以帶電檢測方法為主。通過測試儀測得氧化鋅避雷器帶電運行下的阻性泄漏電流，于標準值對比，判斷其運行狀況。這種方法簡單簡單易行，可以提前發(fā)現(xiàn)有缺陷的氧化鋅避雷器，保證了設備的安全運行。

MOA泄漏電流在線測試儀的工作原理與傳統(tǒng)測試儀有所區(qū)別，需要一種有特殊功能的標準源對其進行校準。目前投入使用的MOA泄漏電流在線測試儀的精度最高為1％，測量的內容包括全泄漏電流峰值和有效值，阻性電流基波峰值和3、5、7次諧波含量等。因此氧化鋅避雷器測試儀標準裝置輸出的基波電壓和電流精度應該達到0.1％，相角精度應該達到0.05°。

對于高精度、便于調節(jié)的數(shù)字式標準源和標準裝置，在計量、檢測領域有著十分廣泛的應用，相關的產品國外在90年代初便已研制成功。通過CPU控制的標準源能產生交流正弦和含諧波分量的電壓電流信號，達到了很高的精度。例如，美國FLUKE公司研制的6100A型標準源可以單相運行，也可以組合為2～4相運行，模擬各種電力系統(tǒng)，包括零線電位變化的不平衡三相系統(tǒng)，而且每一相的電壓、電流都可以完全獨立地控制，相位角可在0°～±180°范圍調整。該儀器可以提供標準的交流電壓和交流電流，校準各種交流電壓表、交流電流表、功率表、相位表和電能表。但是該型號的標準源不能產生微安級電流，無法模擬氧化鋅避雷器正常運行時的情況。