一起带电测试发现避雷器底座缺陷的案例分析

广东电网有限责任公司梅州供电局的研究人员黄乐、张林海，在2017年第12期《电气技术》杂志上撰文，在避雷器带电测试中发现一例线路避雷器阻性电流明显减少的案例。经过结合停电进行试验，找到了造成该现象的原因。

本文首次就避雷器带电测试中阻性电流减少提出了看法。避雷器在本体损坏的情况下，如果底座绝缘子发生损坏，泄露电流增大，而避雷器带电测试数值仍符合预防性试验规程。这就会造成试验结果误判，建议进行底座绝缘试验与避雷器本体试验。

避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一，主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。在避雷器内部结构中，氧化锌电阻片因劣化或受潮或受到破坏等因素，将会导致其有功损耗的明显增加[1-2]。目前最有效的检测避雷器是否劣化的方法是测量其阻性电流的变化。

1  避雷器劣化电气特征和带电测试方法原理

金属氧化物避雷器在运行中的劣化，主要是指电气特性和物理状态发生变化。这些变化使其非线性系数改变，伏安特性漂移，从而可能造成热稳定性破坏等。

一般情况下这些变化都可以从避雷器的如下几种电气参数的变化上反映出来[3]：(1)在运行电压下，泄漏电流阻性分量峰值的绝对值增大；(2)在运行电压下，泄漏电流谐波分量明显增大；(3)运行电压下的有功损耗绝对值增大；(4)运行电压下的总泄漏电流的绝对值增大，但不一定明显。

目前，较多厂家对避雷器带电测试的主要测量值有阻性电流峰值，有功损耗，及泄漏电流等，其仪器所用的方法原理主要有容性电流补偿法、阻性电流基波法、三次谐波法等。容性电流补偿法主要是利用阻性电流和容性电流的正交性原理。

阻性电流基波法能计算出电压和电流基波分量的幅值和相位，但这种方法容易受到电压谐波的影响使阻性电流峰值产生变化[4]。对变电站内一字排开的避雷器，测量两边相时会有一定的误差[5]。

其主要原理是在测量电流的同时，检测系统的电压，利用电压信号消除总电流中的容性分量[6-7]。但笔者认为一字形排开的避雷器不单两边相会受影响，其三相都会受到影响。

三次电流谐波法根据阻性电流与阻性电流三次谐波之间存在的比例关系,通过测量阻性电流三次谐波分量然后通过与比例系数的关系就可以得到其阻性电流的峰值[8-9]。需要注意的是不同厂家生产的避雷器的函数关系是不一样的。所以该方法也较少用。

2  现场试验及数据分析（略）

图1 避雷器带电测试等效原理图

3  结论

为保证避雷器在电力系统中安全稳定运行，必须加强避雷器带电测试的研究与现场应用。

在本次试验中，仪器上有功损耗的和阻性电流峰值都有所减小，阻抗角不变，此时就只是底座绝缘不符合试验标准。

如果避雷器本体在损坏的情况下，由于底座绝缘子损坏的原因造成避雷器带电测试数值符合预防性试验规程，就会造成试验结果误判，而继续使用该设备将造成人身与设备的安全隐患。在此次试验中，结合带电测试的阻抗角分析，其分流并没有造成阻抗角度的变化，即底座绝缘完全可以用电阻等效代替。

在避雷器本体劣化的情况下，必将伴随阻抗角明显减小和阻性电流峰值的增大。而恰巧此时底座绝缘不良，由于受分流的影响，阻性电流在测试仪上并没有体现出增大的情况。由于底座绝缘电阻和测试仪器内阻都只是呈电阻性，其底座绝缘电阻引起的分流并不会造成阻抗角度的变化，就可以从阻抗角上去进行判断避雷器是否劣化。

在阻性电流峰值明显减小的情况下或在有功损耗角和阻性电流峰值同时减少的情况下，建议进行底座绝缘试验与避雷器本体试验。避免继续使用该避雷器而造成安全隐患。