CN1266191A - 避雷器的在线测试方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力***中在线测试FZ型系列避雷器的方法及其专用设备,该方法用专用的测试仪检测避雷器最后一节的分部电压以及底部对地电压、整组对地全电流,并计算出其三相电压与电流的不平衡系数,以此为依据,判断避雷器是否坏,从而决定是否需停电检测,所述的方法无需停电,实施容易,获得的数据准确,易判断,专用的测试仪则结构简单,使用方便且易携带。
Description
本发明涉及电力***中在线测试FZ型系列避雷器的方法及其专用设备。
在电力***中，在线运行的避雷器以FZ型系列避雷器居多，按规定每年必须停电分别做直流泄漏电流、绝缘电阻的测量，以检测避雷器是否受到损坏，而实际损坏率很低(不足5％)，但为了确保电网运行正常，每年一次的例检必须照常进行，既给供电***带来巨大的经济损失，又给人们的工作生活带来不便，因此，人们开始着手FZ型系列避雷器的在线测试研究，参考图1的接线方法，将测量杆与被测避雷器的一节并联，测出交流电导电流并于该处测得分布电压，其等值电路图参考图2，经计算判断避雷器的好坏。这种方法在现场使用时，受诸多因素影响，(1)测量杆内部采用的是非线性电阻，其受潮、老化均会影响阻值，测试环境温度的高低也会使阻值发生变化，将这种阻值不确定的测量杆并联在回路中进行测试，势必带来较大的误差；(2)计数器内部同样存在并联的非线性电阻，在长期运行中，受进水受潮、老化断裂的影响，也会给测量带来很大的误差；(3)避雷器底部支持的瓷瓶也可能出现问题，特别是内部空洞中受潮、污染、开裂后，将会产生部分分流，给测量带来误差。由此可见，用此种方法来进行避雷器的在线测试，精确度不高，可行性不大。
本发明正是为了克服上述不足，提供一种可行的、判断容易且准确的在线测量FZ型系列避雷器的方法。
本发明的第二目的在于提供一种用于FZ型系列避雷器在线测试的专用测试仪。
本发明第一目的的实施是这样实现的：一种FZ型系列避雷器的在线测试方法，其特征在于所述的方法包括下列步骤：
1、短接计数器，测得三相避雷器最后一节T处的分部电压UA、UB、UC；
2、计算三相不平衡系数rTu，根据rTu初步判断避雷器组的好坏；
3、断开计数器，分别测出三相D点处的整组对地全电流IDA、IDB、IDC与底部电压UDA、UDB、UDC；
5、计算三相不平衡系数rDi、rDu，根据rDi、rDu的大小判断避雷器的好坏；
6、检测计数器的好坏；
7、接通计数器，拆除测试仪，检测完毕。
用于计算三相不平衡系数的公式为ri＝(最大电流—最小电流)/最小电流，ru＝(最大电压—最小电压)/最小电压，其判断标准是ri不能大于20％，ru不能大于18％，否则就要考虑停电测试。
若最下节避雷器受潮而接近短路，运行电压将全部分配在上面几节上，测量最后一节T处的分压时，对地电压一定很低，rTu将大于18％，避雷器可能存在问题。
若最后一节老化或断裂，则其电阻值很大，在避雷器最后一节的T处测量，电压将比正常分部电压明显偏高，三相电压不平衡系数rTu变化明显，超过18％，可基本判断避雷器存在问题，可要求停电检测。
若上部某节避雷器的并联电阻受潮或老化，其阻值将减小或增加，此时该节分配的电压也将减小或增大，其余各节避雷器分配的电压随之增加或降低，最下一节T处的电压也相对地增加或减少，若rTu变化不明显，难以判断，则进行上述方法中的第3步，在断开计数器的前提下，用测试仪测出三相D点处的整组对地全电流和底部电压，分别计算出三相电流不平衡系数rDi与三相电压不平衡系数rDu，若rDi与rDu有超标现象，则可判断避雷器有问题，需停电测试(参考实施例3)。即使避雷器底座支持瓷瓶内部空洞受潮、污染或开裂，用此方法测试也可定性判断。
电网实际运行中存在某相电压偏高或偏低现象，用上述方法测试获得的rTu、rDu可能较高，为判断准确，可测试一下T处上一节处的电压，以确定是否存在某相电压偏高或偏低现象，若存在此问题，用rDu判断时需去掉一定的相电压偏低或偏高因素的影响(可参考实施例2、4)，若不存在此问题，可立即判断避雷器有问题，需停电检测。
由于计数器已处于断电状态，所以计数器的检测采用常规方法，若发现存在问题，即时更换即可。
本发明第二目的的实现如下：FZ型系列避雷器在线测试仪，包括表体、电压电路、电流电路及数字显示器，其特征在于电压电路配接一高阻电容分压器，所述的电压电路、电流电路分别于表壳上设有输入端，表壳上另设有接地端、转换两电路中数字显示器的切换开关、提供工作电源的输入端以及接通/关闭工作电源的电源开关。
用此测试仪进行避雷器最后一节T处分部电压的测试时，先短接计数器，以避开计数器对测试结果的影响，接入测量仪的工作电源，将表壳上的接地端良好接地后，用导线把高阻电容分压器与表壳上的电压输入端连接，高阻电容分压器另一端引出的导线接入T处，调置切换开关接通电压数字显示器，打开电源开关，启动测试仪，即可读出T处的分压，记录数据后只需关闭电源开关，拆掉T处接线就可进行D处底部电压的测试，方法同T处，只不过在测试前必须先断开计数器。
测量D点处的整组对地全电流时，也须先断开计数器，将接有工作电源的测试仪的接地端良好接地后，用导线接通表壳上的电流输入端与D处，切换开关置于电流数字显示器打开状态，打开电源开关即可读出相应的电流数值。
此测试仪的高阻电容分压器也可置于表壳内的电压电路中，使用时表壳上的电压输入端则可直接与被测试点用导线连接。
此测试仪可由一组电压电路、电流电路组成，用此测试仪进行测量时，若三相运行电压平稳，可采用单相一一测量；若三相运行电压较稳但不平衡，即有电压的偏高或偏低现象，为避免不平衡的影响，可用三只测试仪进行三相的同时测试；若三相运行电压中带有谐波分量，无论其电压是否平衡，只要避开不平稳的高峰期，用相应测试方法测出的结果经实验证明也不需考虑其谐波的影响。此测试仪也可由二组或三组电压电路、电流电路组成，最佳为三组，测量时可同时得到三相电压或电流，既操作简单又可避免一些不平衡因素的影响。
本发明阐述的FZ型系列避雷器的在线测试采用专用的测试仪进行定点处的电压、电流测试，以计算出的电压、电流的三相不平衡系数为基准判别避雷器好坏，无需停电，实施容易，获得的数据准确，易判断，专用的测试仪结构简单，使用方便且易携带。
图1为背景技术的接线图。
图2为图1的等效电路图。
图3为本发明方法的接线图。
图4为本发明装置(测试仪)的电压原理图。
图5为本发明装置(测试仪)的电流原理图。
下面结合实施例进一步说明本发明：
实施例1，用专用测试仪对一35KV避雷器进行带电测试，先短接计数器，测出避雷器最后一节T处的三相分压，计算其三相不平衡系数rTu为6.6％，小于18％，且三相电压分布均匀，基本可判断避雷器组无多大问题，为保证测量的准确性，在断开计数器的情况下，可再测一下D点处的三相对地电压与各相整组对地全电流(接线参考图3)，分别计算出rDu、rDi，为10.3％与8.6％，前者没有超过18％，后者没有超过20％，可判断出避雷器无问题，最后以常规方法检测了计数器，无损坏，则可下结论，整组避雷器良好，可继续运行。在线检测的数据与停电后常规测量数据的对照见表一。
表一
| 项目 | 带电测试 | 停电测试 | ||||
| T处电压(KV) | D处参数 | 绝缘(MΩ) | 加压8KV | 加压16KV | ||
| 电压(KV) | 电流(μA) | I1(μA) | I2(μA) | |||
| A上 | 500 | 70 | 480 | |||
| A下 | 10.6 | 3.2 | 266 | 450 | 70 | 440 |
| B上 | 450 | 70 | 450 | |||
| B下 | 11.3 | 2.9 | 278 | 500 | 75 | 480 |
| C上 | 550 | 80 | 560 | |||
| C下 | 10.8 | 2.95 | 289 | 500 | 70 | 450 |
| rTu6.6％＜18％ | rDu10.3％＜18％ | rDi8.6％＜20％ | ||||
| 结论 | 合格 | 部标 合格 | ||||
实施例2，用专用测试仪对另一35KV避雷器进行带电测试，先短接计数器，测出避雷器最后一节T处的三相分压，计算其三相不平衡系数rTu为14.4％，小于18％，但同时发现B相电压偏低，因此加测了一组T点上一节处的电压，也就是该避雷器的运行电压，证实B点电压确实偏低，该处的三相电压不平衡系数为8.1％，然后在断开计数器的情况下，再测一下D点处的三相对地电压与各相整组对地全电流(接线参考图3)，分别计算出rDu、rDi为17.9％与16％，去掉B相电压偏低因素的影响，D点处的三相电压不平衡系数低于18％，而该处的三相电流不平衡系数也没有超过20％，故可判断出避雷器无问题，最后经检测计数器得出此避雷器无损坏，可继续运行。在线检测的数据与停电后常规测量数据的对照见表二。
表二
| 项目 | 带电测试 | 停电测试 | |||||
| T处电压(KV) | 运行电压(KV) | D处参数 | 绝缘(MΩ) | 加压8KV | 加压16KV | ||
| 电压(KV) | 电流(μA) | I1(μA) | I2(μA) | ||||
| A上 | 480 | 90 | 520 | ||||
| A下 | 10.4 | 20.2 | 2.3 | 230 | 480 | 95 | 510 |
| B上 | 500 | 90 | 480 | ||||
| B下 | 9.4 | 19.8 | 1.95 | 200 | 480 | 95 | 520 |
| C上 | 500 | 80 | 500 | ||||
| C下 | 10.75 | 21.4 | 2.20 | 225 | 480 | 85 | 480 |
| rTu14.4％ | rTu8.1％ | rDu17.9％ | rDi16％ | ||||
| 结论 | 合格 | 部标 合格 | |||||
实施例3，晴天一变35KV直配侧避雷器的计数器乱跳，用在线测试的方法判断避雷器是否损坏。在短接计数器的前提下用专用测试仪测量避雷器最后一节T处的分相电压，经计算三相不平衡系数为3.3％，＜18％，同时可见三相电压分布平衡，暂时没有发现问题，再按测试步骤继续，断开计数器，测量D点处的对地电压及整组对地全电流(接线参考图3)，分别计算出各自的三相不平衡系数，rDu为20％，rDi为9.3％，其中rDu已超标(＞18％)，则可作出避雷器确有问题。停电后，用常规方法检测，确定问题所在，待全部更换新品，用前述方法再次带电测试，指标全部合格，具体参数见表三，停电后常规检测的数据见表四。
表三
| 预试前后 | 带电测试 | |||||||
| T处电压(KV) | D处电压(KV) | D处电流(μA) | 运行电压(KV) | 总结 | ||||
| 停电预试前的带电测试 | A相 | 10.4 | A相 | 2.75 | A相 | 218.6 | 22.1 | D处三相电压不平衡系数＞18％，要求立即停电试验检查 |
| B相 | 10.7 | B相 | 3.15 | B相 | 239 | 22.6 | ||
| C相 | 10.75 | C相 | 3.3 | C相 | 227.5 | 22.2 | ||
| 三相不平衡系数 | 3.3％ | 三相不平衡系数 | 20％ | 三相不平衡系数 | 9.3％ | 2.3％ | ||
| 判断 | 良好 | 判断 | 有问题 | 判断 | 良好 | 良好 | ||
| 全部更换新品后的带电测试 | A相 | 10.6 | A相 | 3.25 | A相 | 226 | 22.1 | 电压、电流的三相不平衡系数均小于18％，表明一切正常。 |
| B相 | 11.3 | B相 | 2.9 | B相 | 278 | 22.6 | ||
| C相 | 10.8 | C相 | 2.95 | C相 | 289 | 22.2 | ||
| 三相不平衡系数 | 6.6％ | 三相不平衡系数 | 12％ | 三相不平衡系数 | 8.6％ | 2.3％ | ||
| 判断 | 良好 | 判断 | 良好 | 判断 | 良好 | 良好 | ||
表四
| 项目位置 | I1(μA) | I2(μA) | MΩ | 结论 |
| A上 | 65 | 380 | 510 | 有4节避雷器不合格，泄漏试验I2小于400μA，特征反映为老化现象 |
| A下 | 70 | 410 | 480 | |
| B上 | 65 | 390 | 510 | |
| B下 | 70 | 405 | 480 | |
| C上 | 65 | 385 | 500 | |
| C下 | 60 | 370 | 510 |
实施例4，在线测试一110KV I段母线避雷器，测量三相T点处的电压时，发现C相电压偏低，三相电压不平衡系数稍高但不超标，为确定是否存在三相电压不平衡，加测了一组T点上一节处的电压，证实C相电压偏低，两处的三相电压不平衡系数相差约6％。经D点处测试的对地电压、整组对地全电流数据计算，D点处的三相电压不平衡系数为27％，去掉C相电压偏低因素的影响(约6％)后，系数仍超标，而D点处的三相电流不平衡系数为20％，也偏高，故判断该避雷器组有问题，需停电检测。本实施例的测试数据及判别结果见表五，停电后常规检测的数据见表六。
表五
| 带电测试 | 总结 | |||||||
| T处电压(KV) | T处上一节电压(KV) | D处电压(KV) | D处电流(μA) | T处上一节为C相电压偏低，T处C相电压也偏低，但D处电压超标，去掉一定的相电压偏低因素，从电压、电流看，还是有问题，要求停电试验。 | ||||
| A相 | 12.3 | A相 | 31 | A相 | 3.33 | A相 | 321 | |
| B相 | 12.3 | B相 | 30.4 | B相 | 3.34 | B相 | 291 | |
| C相 | 11 | C相 | 29.3 | C相 | 2.63 | C相 | 267 | |
| 三相不平衡系数 | 12％ | 三相不平衡系数 | 5.8％ | 三相不平衡系数 | 27％ | 三相不平衡系数 | 20％ | |
| 判断 | 良好 | 判断 | 良好 | 判断 | 有问题 | 判断 | 引起注意 | |
表六
| 位置项目 | A相 | B相 | C相 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| I1 | 80 | 80 | 75 | 70 | 70 | 80 | 70 | 75 | 70 | 70 | 85 | 80 |
| I2 | 520 | 530 | 500 | 500 | 490 | 520 | 510 | 510 | 515 | 495 | 580 | 570 |
| MΩ | 700 | 700 | 800 | 800 | 850 | 850 | 800 | 700 | 800 | 950 | 600 | 650 |
| 总结 | C相第三、四节避雷器接近受潮，而全年情况良好，下一个周期无保障，要求更换 | |||||||||||
Claims (8)
1.一种FZ型系列避雷器的在线测试方法，其特征在于所述的方法包括下列步骤：
(1)短接计数器，测得三相避雷器最后一节T处的分部电压UA、UB、UC；
(2)计算三相电压不平衡系数rTu，根据rTu初步判断避雷器组的好坏；
(3)断开计数器，分别测出三相D点处的整组对地全电流IDA、IDB、IDC与底部电压UDA、UDB、UDC；
(4)计算三相电流不平衡系数rDi、三相电压不平衡系数rDu，根据rDi、rDu的大小判断避雷器的好坏；
(5)检测计数器的好坏；
(6)接通计数器，拆除测试仪，检测完毕。
2.根据权利要求1所述的在线测试方法，其特征在于三相电压不平衡系数的计算公式为：ru＝(最大电压—最小电压)/最小电压，三相电流不平衡系数的计算公式为：ri＝(最大电流—最小电流)/最小电流。
3.根据权利要求2所述的在线测试方法，其特征在于三相电压不平衡系数的判别标准为ru＞18％时，避雷器可能存在问题。
4.根据权利要求2所述的在线测试方法，其特征在于三相电流不平衡系数的判别标准为ri＞20％时，避雷器可能存在问题。
5.根据权利要求1或2所述的在线测试方法，其特征在于三相电压不平衡时，加测一组避雷器T点上一节处的分压。
6.FZ型系列避雷器在线测试仪，包括表体、电压电路、电流电路及数字显示器，其特征在于电压电路中配接一高阻电容分压器，所述的电压电路、电流电路分别于表壳上设有输入端，表壳上另设有接地端、转换两电路中数字显示器的切换开关、提供工作电源的输入端以及接通/关闭工作电源的电源开关。
7.根据权利要求6所述的在线测试仪，其特征在于高阻电容分压器置于表体内的电压电路中，表壳上的电压输入端则直接与测试点相接。
8.根据权利要求6或7所述的在线测试仪，其特征在于表壳内分别置有三组电压电路、电流电路。
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