互感器
1) 高次谐波因其做功量较小,并不能够明显反应氧化锌避雷器的故障特征,只有基波分量的变化才能影响发热做功的大小。
2) 当设备存在表面严重污秽,或内部严重受潮时,只有阻性电流基波分量随着阻性电流的增长而增长明显,而其谐波分量变化很小。
3) 当设备存在老化现象时,可以观察到谐波分量随着阻性电流的增加而明显增长,阻基波分量变化不明显。
上述经验的总结与获得成为判断检测氧化锌避雷器绝缘优劣状况的重要判断依据,也成为研究避雷器带电检测装置的充分条件。
目前氧化锌避雷器带电测量的检测方法包括以下几种:
(1) 红外诊断技术
又叫红外测温技术,区别于以上三种电测方法,是一种非电测方法。它依据光电成像技术、图形处理技术、计算机技术,通过接收正在运行中的设备辐射的红外线,利用其与温度之间对应函数关系,将其热像显示在屏幕上,根据亮度,温度显示判断被测物温度分布情况及故障。红外测温技术对设备外部缺陷检测比较灵敏有限,效果明显,但对于内部缺陷导致的外部表面温度变化,则需要通过表面温度及热分布情况进行分析推算,根据经验总结规律,判断内部缺陷。避雷器在良好工况时,检测出的红外图像热分布均匀,出现故障时,则出现诸如不均匀或上高下低等状况,且各相对比温差也会变大,因此红外技术可作为初步判断避雷器内部缺陷的重要手段。(2) 全电流检测
在正常运行电压下,通过避雷器的电流很小,只有几十到数百微安,该电压称为运行电压下的交流泄露电流,也叫全电流。大致分为三部分:流过固定电阻片绝缘材料的电流;流过电阻片的电流;流过避雷器瓷套的电流。全电流包括容性电流和阻性电流。当氧化锌避雷器受潮或者老化时,阻性泄露电流增加,总电流也相应增加,但由于全电流的有效值主要取决于容性电流分量,全电流没有明显变化,因此该方法灵敏度较低。(3) 谐波分析法
通过对氧化锌避雷器的电流信号的谐波分析,检测氧化锌避雷器的老化状况。因三次谐波较其他高次谐波电流较大,灵敏度较高,试验中一般采用三次谐波法。从避雷器接地线获取全电流,通过三次谐波带通滤波器,得到三次谐波电流。但当电网电压存在三次谐波成分时,易出现容性三次谐波电流,如不排除该部分电流,将产生误差,试验中较少使用。(4) 阻性电流基波检测
避雷器在正常运行情况下,其阻性基波电流在总泄漏电流中数值很小,但一旦出现阀片老化或内部受潮等,阻性基波电流值就会迅速增加,可见测试阻性基波电流及分析其变化情况是氧化锌避雷器的绝缘性能及运行情况好坏的重要依据。一般采用数字谐波分析技术,将阻性电流的基波值从总泄漏电流中分离出来,其工作原理是氧化锌避雷器MOA下端的泄露电流表上端和电压互感器二次侧分别提取电流值和电压值,利用傅里叶变换获取电流和电压的基波分量。阻性电流基波法的优势在于:a.测试阻性电流基波更有实际意义。避雷器阀片的老化主要是由阻性电流的基波分量造成的。因此其阀片的发热主要是基波电流做功的结果,虽然存在高次谐波,但其阻性电流分量所产生的功耗很小,不影响发热。
b.减少电网中其他谐波的干扰。金属氧化物避雷器谐波分量来源于两方面,除了其本身的非线性特性引起正弦基波电压的畸变,还有电网中谐波电压的侵入。因此,总阻性电流的测量结果随电网电压谐波分量的变化而不同。但阻性电流的基波值则不会因外界谐波的干扰而改变,相对稳定,更具可靠性。
经过各种比较,现场氧化锌避雷器状态检测时主要采用阻性电流法和红外诊断法。