一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，包括直流试验回路和交流试验组件，所述直流试验回路包括交流部分和整流部分，实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量，所述交流试验组件包括交流试验回路和高低温试验箱，所述金属氧化物避雷器试品设置于高低温试验箱内，实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验。与现有技术相比，本发明专利技术研究外界因素，譬如温度、荷电率、外绝缘表面污秽等，对金属氧化物避雷器的特征参量的影响，试验结果可应用于金属氧化物避雷器的带电检测中，提高带电检测试验的准确性和有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气工程领域，尤其是涉及一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统。
技术介绍
氧化锌避雷器(简称MOA)是电力系统设备的重要保护防线，其运行状态的好坏直接影响着其保护其他设备的效果。带电检测是检验氧化锌避雷器运行状态的重要手段。然而，如今MOA的状态检测不能保障有效性和正确性。多个超高压电站表示，避雷器特征参量的变化并不能直观表示出故障及事故的发生，检测人员有时也无法根据现有的故障判据作出有效的判断，甚至可能作出误判耗费人力物力停电检测影响正常运行。因此需要进一步研究，提出更准确有效的检测方法和故障判据。在持续运行电压下，流过氧化锌电阻片的持续电流Ix由阻性电流IR和容性电流IC组成，由于等效电阻R为非线性电阻，所以阻性电流IR是一个非正弦波形，含有基波、三次、五次以及更高次谐波分量，主要以基波和三次谐波电流为主。等效电容C是线性电容，由于等小电容C随电压变化时其电容值变化不大。因此在电压变化范围不大时，等效电容近似为一常数值。流过电容C的容性电流IC和母线电压Ux波形一致。在上述电流分量中，阻性电流会造成有功损耗，导致阀片的发热老化，但由于阻性电流仅占总泄漏电流的10％～20％，所以工作状态下氧化锌避雷器电阻片发热功耗很低。但是随着氧化锌电阻片绝缘性能的下降，上述电流分量的变化表现是不同的。当避雷器绝缘性能下降，总体表现是阻性电流增大，容性电流基本没有变化，由于阻性电流比例过小，所以持续电流变化不大。氧化锌电阻片受潮和老化是造成氧化锌避雷器绝缘性能降低的主要原因，相关文献表明，受潮和老化造成阻性电流中不同分量的上升程度不同，因此在对电阻片泄漏电流分析中，本文选取阻性基波电流和阻性三次电流作为特征参量，同时测量持续电流与之对比。除此之外，为了更好观察绝缘性能变化情况，还测量氧化锌电阻片直流1mA参考电压以及0.75U1mA下的泄漏电流。金属氧化物避雷器带电检测中，是不考虑外部因素对避雷器特征参量的影响。然而，随着MOA制造技术的改进、电阻片配方工艺的调整，MOA的状态参量特性有了明显变化，传统的MOA的状态检测方法不能保障检测的有效性和正确性。运行中的多个超高压电站检测结果表示，避雷器特征参量的变化并不能直观反映出故障及事故的发生，检测人员有时也无法根据现有的检测数据对MOA状态给出有效、准确的判断，甚至可能作出误判耗费人力物力停电检测影响正常运行。在交流特高压MOA现场交接试验中，不同环境下同一台MOA测量出的泄漏电流差异很大，另外，在特高压MOA带电检测中，某些泄漏电流和阻性电流均超过运行规程的MOA，在随后的返厂全面试验中并未发现任何问题。这对特高压MOA带电检测的有效性和故障判据的适应性提出了质疑。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，提高氧化锌避雷器带电检测试验的准确性和有效性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，包括直流试验回路和交流试验组件，所述直流试验回路包括交流部分和整流部分，实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量，所述交流试验组件包括交流试验回路和高低温试验箱，所述金属氧化物避雷器试品设置于高低温试验箱内，实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验。所述直流试验回路的交流部分和交流试验回路的结构相同，均包括交流电源组件、保护电阻、取样电阻、电容分压器和示波器，所述交流电源组件、保护电阻、电容分压器形成回路，所述金属氧化物避雷器试品和取样电阻串联后与电容分压器并联，所述示波器分别连接取样电阻两端和电容分压器的二次端。所述直流试验回路的整流部分包括整流硅堆和整流电容，所述整流硅堆的阳极与保护电阻连接，阴极分别连接金属氧化物避雷器试品和整流电容一端，所述整流电容另一端与交流电源组件连接。所述交流电源组件包括依次连接的电源、调压器和变压器，所述变压器为隔离变压器。所述实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量具体为：a1)调节交流电源组件，通过示波器使得金属氧化物避雷器试品电流为1mA，记录电容分压器的二次端电压u2，获得金属氧化物避雷器试品的直流1mA参考电压；a2)继续调节交流电源组件，使电容分压器的二次端电压为0.75u2，记录取样电阻两端电压，获得金属氧化物避雷器试品的75％直流参考电压下的泄漏电流。所述实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验具体为：b1)调节交流电源组件，加载金属氧化物避雷器试品的长期运行电压，通过高低温试验箱改变金属氧化物避雷器试品温度，测量金属氧化物避雷器试品的泄漏电流，研究温度对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响；b2)调节交流电源组件，保持金属氧化物避雷器试品的温度不变，改变加载金属氧化物避雷器试品运行电压，测量金属氧化物避雷器试品的泄漏电流，研究荷电率对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响；b3)加载金属氧化物避雷器试品的持续运行电压，改变金属氧化物避雷器试品表面污秽度，测量金属氧化物避雷器试品的泄漏电流，研究金属氧化物避雷器试品外绝缘表面污秽程度对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响。所述变压器最大输出电压为20kV。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术根据MOA的运行状态和带电检测试验需求，针对MOA小电流区的特性，设计了一套试验系统，研究外界因素，譬如温度、荷电率、外绝缘表面污秽等，对金属氧化物避雷器的特征参量的影响，试验结果可应用于金属氧化物避雷器的带电检测中，提高带电检测试验的准确性和有效性。2)本专利技术试验回路结构简单，试验操作方便。3)本专利技术试验系统采用隔离变压器与试验回路电源隔离，防止试验回路抬升接地电压对示波器产生危害，有效保护示波器。附图说明图1为本专利技术直流试验回路的结构示意图；图2为本专利技术交流试验回路的结构示意图；图3为本专利技术对试验数据的处理过程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本实施例提供一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，包括直流试验回路和交流试验组件，所述直流试验回路包括交流部分和整流部分，实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量，所述交流试验组件包括交流试验回路和高低温试验箱，所述金属氧化物避雷器试品设置于高低温试验箱内，实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验。本试验系统的特点在于：1、本试验系统主要针对金属氧化物避雷器电阻片的小电流特性；2、本试验系统覆盖了所有对金属氧化物避雷器特征参量产生影响的内部及外部因素。由于金属氧化物避雷器电阻片(MOV)与避雷器整体(MOA)的特征参量具有简单的累加关系，因此本试验系统针对金属氧化物避雷器电阻片开展。一、直流试验回路如图1所示，直流试验回路包括交流部分和整流部分，交流部分包括电源U、调压器TV、变压器TM、保护电阻R1、取样电阻R2、电容C1、C2和示波器，电源U、调压器TV、变压器TM依次连接，电容C1、C2组成电容分压器，变压器TM、保护电阻R1、电容分压器形成回路，金属氧化物避雷器试品MOA和取样电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，包括直流试验回路和交流试验组件，所述直流试验回路包括交流部分和整流部分，实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量，所述交流试验组件包括交流试验回路和高低温试验箱，所述金属氧化物避雷器试品设置于高低温试验箱内，实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验。

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，包括直流试验回路和交流试验组件，所述直流试验回路包括交流部分和整流部分，实现金属氧化物避雷器试品直流电压下泄漏电流的测量，所述交流试验组件包括交流试验回路和高低温试验箱，所述金属氧化物避雷器试品设置于高低温试验箱内，实现外界因素对金属氧化物避雷器试品特征参量的影响的试验。2.根据权利要求1所述的金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，所述直流试验回路的交流部分和交流试验回路的结构相同，均包括交流电源组件、保护电阻、取样电阻、电容分压器和示波器，所述交流电源组件、保护电阻、电容分压器形成回路，所述金属氧化物避雷器试品和取样电阻串联后与电容分压器并联，所述示波器分别连接取样电阻两端和电容分压器的二次端。3.根据权利要求2所述的金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，所述直流试验回路的整流部分包括整流硅堆和整流电容，所述整流硅堆的阳极与保护电阻连接，阴极分别连接金属氧化物避雷器试品和整流电容一端，所述整流电容另一端与交流电源组件连接。4.根据权利要求2所述的金属氧化物避雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，所述交流电源组件包括依次连接的电源、调压器和变压器，所述变压器为隔离变压器。5.根据权利要求2所述的金属氧化物雷器带电检测有效性试验系统，其特征在于，所述实现金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凌辉，张嘉旻，周越，郭洁，赵丹丹，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31