氧化鋅避雷器閥片的測量方法

雜散電容的存在使氧化鋅避雷器(MOA)中閥片電壓分布不均勻，一般靠近高壓端的閥片承擔(dān)電壓較高，導(dǎo)致這部分閥片老化加快，最終整臺(tái)氧化鋅避雷器損壞，縮短了氧化鋅避雷器的使用壽命。所以，電位分布的計(jì)算和測試以及采取有效均壓措施，對(duì)氧化鋅避雷器設(shè)計(jì)和運(yùn)行都具有重要意義。然而，精確測量氧化鋅避雷器中閥片的電位分布很難。由于閥片制造工藝的不同，分散性很大，而且測量探頭的體積也會(huì)影響閥片周圍的電場分布從而影響測量結(jié)果。

這些都給測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造帶來了很大困難。

目前常用的測量方法是光纖一電流法，該方法需不斷更換探頭位置，測量一組數(shù)據(jù)時(shí)間較長且需要大量的人力。

因此，需要研制一種新型的測量系統(tǒng)以滿足避雷器設(shè)計(jì)和運(yùn)行單位的需要。

1測量系統(tǒng)的研制

1.1測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

本測量系統(tǒng)用于避雷器出廠前的檢測試驗(yàn)。因剛組裝的氧化鋅避雷器閥片組的阻抗近似相等，故設(shè)閥片阻抗相等并通過測量流過閥片的電流得到其電位分布。由于研究和測量的是避雷器閥片在持續(xù)運(yùn)行電壓下的電位分布，而此條件下的電壓分布主要由容性電流分量決定。長時(shí)問運(yùn)行后氧化鋅避雷器避雷器閥片阻抗的電阻分量會(huì)增加，而電容分量只和空間幾何位置有關(guān)，和運(yùn)行時(shí)間無關(guān)，對(duì)測量結(jié)果影響小，因此該系統(tǒng)也適用于運(yùn)行一段時(shí)間后避雷器的檢測試驗(yàn)。

1.2測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

氧化鋅閥片的電位分布與避雷器的結(jié)構(gòu)參數(shù)及幾何位置密切相關(guān)，其中主要影響因素為周圍導(dǎo)體和閥片間的雜散電容，特別是對(duì)地雜散電容。

研制的測量系統(tǒng)由電流傳感器、光纖、信號(hào)處理單元和計(jì)算機(jī)組成，為減小人為誤差，需一次性測出整臺(tái)避雷器的電流分布，且所有電流傳感器必須安裝在氧化鋅避雷器的不同位置。

為滿足以上要求，本系統(tǒng)的電流傳感器采用無源的方法，用流過每片閥片中電流的能量驅(qū)動(dòng)一個(gè)微功耗發(fā)光器件并經(jīng)光纖將脈沖信號(hào)傳遞給接收器，顯示出脈沖頻率或個(gè)數(shù)。

由于流過電流傳感器的電流j。正比于傳感器球殼上的電壓Ui，而脈沖頻率廠或者個(gè)數(shù)又是的函數(shù)，所以-廠和也是ji的函數(shù)，流過閥片的電流可以用光脈沖的頻率廠或脈沖個(gè)數(shù)來標(biāo)定。本系統(tǒng)由20個(gè)電流傳感器組成，可根據(jù)需要選擇串人的個(gè)數(shù)。

2應(yīng)用實(shí)例

2.1試驗(yàn)說明

試品電站用氧化鋅避雷器，試驗(yàn)前先標(biāo)定傳感器，傳感器在閥片中均勻安裝，每個(gè)氧化鋅避雷器單元的閥片中均勻串人5路傳感器，編號(hào)為0～19的傳感器依次串聯(lián)到避雷器由下到上的單元中。

隔離試驗(yàn)避雷器和周圍的電器設(shè)備，防止后者干擾試驗(yàn)結(jié)果。

2.2試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)得到該氧化鋅避雷器避雷器各單元并聯(lián)設(shè)計(jì)電容時(shí)的電位分布?？梢姴⒙?lián)設(shè)計(jì)電容器時(shí)電位分布很不均勻。在氧化鋅避雷器避雷器最下端的單元離地高度最小，雜散影響也最小，電位分布較均勻(0～4的傳感器)。

在高壓端由于并聯(lián)電容器和均壓環(huán)同時(shí)作用電位分布也較均勻(15～19的傳感器)。

而氧化鋅避雷器中間2個(gè)單元由于法蘭的作用和并聯(lián)電容器取值不當(dāng)，對(duì)地雜散電容對(duì)這2個(gè)單元閥片的電位影響很大，測量結(jié)果明顯突變，按照實(shí)際傳感器安裝及串人閥片電位分布，比較可見測量和計(jì)算結(jié)果比較一致。

證明了該測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。調(diào)整電容器后所測氧化鋅避雷器型號(hào)各單元電位分布，可見其較為均勻。

因此，建議氧化鋅避雷器設(shè)計(jì)單位應(yīng)在設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，得到理想的并聯(lián)電容值再作調(diào)整，保證正常運(yùn)行時(shí)電位分布較均勻。

3.結(jié)論

a)該系統(tǒng)傳感器無源，尺寸小，對(duì)測量影響小。分布，還可用于電容分壓器、電阻均壓器、高壓閥體等的電位測量，誤差<±2。

b)信號(hào)處理光纖傳輸不受周圍電磁場干擾。

c)該系統(tǒng)包含的20路電流傳感器可同時(shí)測量，一次性得到測量結(jié)果，節(jié)省了大量的時(shí)間和人力。