氧化鋅避雷器阻性電流測試儀常用測試方法
為什么要測阻性電流?
氧化鋅避雷器(MOA)在正常運行電壓下,相當(dāng)于一個“絕緣體”,只允許極小的電流通過。這個電流稱為全電流(Total Current,Ir),它由兩部分組成:
容性電流(Ic):由MOA的固有電容產(chǎn)生,相位上超前電壓90°。這部分電流是無損的,不產(chǎn)生熱量。
阻性電流(Ir):由氧化鋅閥片的非線性電阻特性產(chǎn)生,與電壓同相位(或包含諧波)。這部分電流是產(chǎn)生熱損耗、導(dǎo)致閥片老化的根本原因。
關(guān)鍵點:MOA閥片在長期運行電壓和過電壓沖擊下會逐漸老化,其表現(xiàn)為阻性電流,特別是阻性電流基波(Ir1p)和三次諧波分量會顯著增大。因此,監(jiān)測阻性電流是判斷MOA健康狀況(是否受潮、老化、絕緣劣化)的最有效手段。
這是一種專門用于在線或停電狀態(tài)下,測量MOA全電流并分離、提取出其阻性電流分量的精密儀器。它無需斷開避雷器與系統(tǒng)的連接,即可進(jìn)行狀態(tài)診斷。
氧化鋅避雷器阻性電流測試儀主要測試原理(常用方法)
諧波分析法:
原理:利用阻性電流中富含奇次諧波(特別是3次諧波)的特點。通過測量MOA的泄漏全電流和系統(tǒng)電壓,進(jìn)行傅里葉變換分析,計算出阻性電流的基波和各次諧波分量。
優(yōu)點:無需電壓互感器(PT)二次信號,只需一個鉗形電流傳感器套在MOA的接地引下線上即可測量,現(xiàn)場操作最簡便、最常用。
局限:當(dāng)系統(tǒng)電壓諧波較大時,會影響測量精度。
基波法(電壓參考法/相位法):
原理:同時采集MOA兩端的系統(tǒng)電壓信號(作為相位基準(zhǔn))和MOA的泄漏全電流信號。通過計算全電流與電壓基波之間的相位差(介損角 φ),利用三角函數(shù)關(guān)系 Ir = Ix * sinφ 來分離出阻性電流基波分量。
優(yōu)點:抗干擾能力強(qiáng),結(jié)果準(zhǔn)確,特別適合實驗室或?qū)纫蟾叩膱龊稀?
局限:需要接入電壓參考信號(通常從PT二次側(cè)獲取),現(xiàn)場接線稍復(fù)雜。
補(bǔ)償法:
原理:通過硬件或軟件電路,從容性電流中將與電壓相差90°的容性分量抵消掉,從而直接得到阻性電流。這是早期模擬儀器使用的方法,現(xiàn)在已基本被數(shù)字諧波分析法和基波法取代。
一臺先進(jìn)的氧化鋅避雷器阻性電流測試儀能提供以下核心參數(shù)用于診斷:
全電流:泄漏電流的總有效值,是宏觀監(jiān)測指標(biāo)。
阻性電流:總阻性電流的有效值(包含所有諧波)。
阻性電流基波峰值:這是最重要的診斷判據(jù),它最直接、最穩(wěn)定地反映了閥片的非線性老化程度。
容性電流:有助于理解電流的構(gòu)成。
功率損耗:由阻性電流產(chǎn)生,直接對應(yīng)發(fā)熱量。
運行電壓及諧波:了解避雷器的工作條件。
相位角:反映全電流中阻性成分的比例,角度越小,阻性成分越大。
現(xiàn)代儀器的先進(jìn)功能還包括:專門的三次諧波電流分析(對內(nèi)部受潮極其敏感)、數(shù)據(jù)存儲與歷史趨勢對比(觀察發(fā)展變化比單次絕對值更重要)、強(qiáng)大的抗干擾能力以及無線同步技術(shù)(解決長距離取電壓信號的難題)。








