在交流電壓作用下，避雷器的總泄漏電流(全電流)包含阻性電流(有功分量)和容性分量(無(wú)功分量)。在正常運(yùn)行情況下，流過(guò)避雷器的主要電流為容性電流，阻性電流只占很小一部分，約10%～20%左右。但當(dāng)閥片老化、避雷器受潮、內(nèi)部絕緣部件受損以及表面嚴(yán)重污穢時(shí)，容性電流變化不多，而阻性電流卻大大增加，所以目前對(duì)氧化鋅避雷器主要進(jìn)行全電流和阻性電流的在線監(jiān)測(cè)。

    目前國(guó)內(nèi)許多運(yùn)行單位使用MF-20型萬(wàn)用表(或數(shù)字式萬(wàn)用表)并接在動(dòng)作記數(shù)器上測(cè)量全電流，其測(cè)量原理與有并聯(lián)電阻避雷器電導(dǎo)電流測(cè)量原理基本相同，這是一種簡(jiǎn)便可行的方法。俄羅斯等國(guó)廣泛使用的全電流監(jiān)測(cè)儀原理如圖1-1所示。

圖1-1 全電流在線監(jiān)測(cè)原理圖

    測(cè)量時(shí)，可采用交流毫安表A1，也可用經(jīng)橋式蒸餾器連接的支流毫安表A2。當(dāng)電流增大到2～3倍時(shí)，往往認(rèn)為已達(dá)到危險(xiǎn)界限。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量經(jīng)驗(yàn)表明，這一標(biāo)準(zhǔn)可以有效地監(jiān)測(cè)氧化鋅避雷器在運(yùn)行中的劣化。
    由于MOA的非線性特性，即使外施電壓是正弦的，全電流也非正弦，它包含有高次諧波。使用MOA電流測(cè)試儀測(cè)量MOA中的三次諧波電流，來(lái)推出阻性電流。使用這種方法測(cè)量較為方便，但當(dāng)電力系統(tǒng)中諧波分量較大時(shí)，常會(huì)遇到困難，難以作出在正確的判斷。
    測(cè)量三相氧化鋅避雷器的零序電流，是三次諧波法的特殊形式。當(dāng)3臺(tái)避雷器均為同一類型且均正常時(shí)，測(cè)得的三相基波之相量和接近于零。但避雷器閥片為非線性元件，因而即使三相電源電壓正弦且平衡，仍有三相三次諧波電流之和可以測(cè)出。只要三相避雷器不是同步老化的話，就可以采用此法來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷。
    二、阻性電流在線監(jiān)測(cè)
    監(jiān)測(cè)流經(jīng)MOA的阻性電流分量或由此產(chǎn)生的功耗能發(fā)現(xiàn)MOA的早期老化，因阻性電流僅占全電流的5%～20%，故監(jiān)測(cè)全電流很難判斷MOA的絕緣劣化，故應(yīng)進(jìn)行阻性電流的在線監(jiān)測(cè)。而在線監(jiān)測(cè)MOA全電流、諧波電流、零序電流等方法都只是從MOA下端取得電流信號(hào)，但要從全電流中分出阻性分量來(lái)，需取試品的端電壓來(lái)作為參考信號(hào)。
    我國(guó)引進(jìn)最多的LCD-4阻性電流測(cè)量?jī)x就是利用這原理，其基本原理如圖1-2所示。它是先用鉗形電流互感器(傳感器)從MOA的引下線處取得電流信號(hào)I＆0，再?gòu)姆謮浩骰螂妷夯ジ衅鱾?cè)取得電壓信號(hào)U＆S。后者經(jīng)移相器前移90°相位后得到U＆S0(以便與MOA閥片中的容性電流分量I＆C同相)，再經(jīng)放大后與I＆0一起送入差分放大器。在放大器中，將GU＆S0與I＆0相減；并由乘法器等組成的自動(dòng)反饋跟蹤，以控制放大器的增益G使同相的(I＆C－GU＆S0)的差值降為零，即I＆0中的容性分量全部被補(bǔ)償?shù)簦Ｏ碌膬H為阻性分量I＆R，再根據(jù)U＆S及I＆R即可獲得MOA的功率損耗P了。
    采用這種類型的阻性電流監(jiān)測(cè)儀比較方便實(shí)用，因?yàn)樗且糟Q形電流互感器取樣，不必?cái)嚅_(kāi)原有接線，而且不需人工調(diào)節(jié)，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)侥苤苯幼x取I＆R及P。鉗形電流互感器的磁芯質(zhì)量很重要，要保證不因各次鉗合時(shí)由于電流互感器鐵芯勵(lì)磁電流變化而引起比差，特別是角差的改變，并需要采用良好的屏蔽結(jié)構(gòu)以盡量減小在變壓所里實(shí)測(cè)時(shí)外來(lái)干擾的影響。國(guó)內(nèi)依據(jù)上述原理研制開(kāi)發(fā)出多種阻性電流在線監(jiān)測(cè)儀。

圖1-2 LCD-4阻性電流測(cè)量?jī)x基本原理

    三、在線監(jiān)測(cè)時(shí)相間干擾的影響
    現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，當(dāng)三個(gè)同類的MOA組成三相而呈一字形排列時(shí)，如用阻性電流在線監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，讀出這三相MOA各自的I＆R及P，往往是中間相的數(shù)據(jù)居中，而兩邊相中有一相偏大、另一相偏小。那么為什么即使是同型號(hào)、同批生產(chǎn)的三臺(tái)MOA，在線監(jiān)測(cè)的全電流I＆0值相差很小，而阻性分量I＆R及功耗P卻有顯著的差別呢？研究表明。這主要是由于在線監(jiān)測(cè)時(shí)的相間電容耦合造成的。由于相同電壓耦合的影響，使得邊相MOA上沿高度方向各處的電位已不同相，即并不都與外施電壓的相位保持相同。在國(guó)內(nèi)一般的500KV三相MOA的布置中，邊相MOA最底部閥片上的電壓梯度的相位與外施電壓的相位之間可能有3°左右的相移角α。這樣如采用常規(guī)的阻性電流分量的測(cè)量原理，仍以外施電壓U＆S的相位為準(zhǔn)，來(lái)區(qū)分與其同相的I＆R或差90°相位的I＆C，那必將對(duì)I＆R的正確測(cè)量帶來(lái)嚴(yán)重誤差。
    比較成功的消除相間干擾的方法是：當(dāng)測(cè)量處于邊相位置的MOA時(shí)，不僅用一鉗形電流互感器測(cè)取該相MOA下端的電流，且用另一鉗形電流互感器測(cè)取與其對(duì)稱位置的另一邊相下端的電流。由于相間雜散電容的耦合，使兩邊相下端測(cè)得這兩電流之間的相位差已不是120°，而是120°±α，因而可用軟件求出α后將基準(zhǔn)電壓相位自動(dòng)移相α角，然后仍可用常規(guī)的測(cè)阻性電流方法測(cè)出比較準(zhǔn)確的I＆R及P。另一種方法是在被測(cè)MOA的最下端的瓷套外貼以金屬箔電極，認(rèn)為感應(yīng)得的電壓相位與最下端閥片上的電壓梯度同相，以此為基準(zhǔn)來(lái)分辨MOA下端處測(cè)得電流中的阻性及容性分量。

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