涂建国
:产品概述
避雷器是电力系统中重要的电力设备之一。它的作用是当系统中出现危机设备(如发电机、变压器、互感器等)的各种类型的过压时,限制过电压使之低于一定幅值,以保证电力设备的安全运行。
试验项目:避雷器的试验分为直流泄漏电流试验和交流泄漏电流试验。
1.避雷器直流泄露电流的测试主要是针对10kV及以下避雷器的试验,通过测量U1mA和0.75U1mA下的电流来判断避雷器的优劣程度。
2.避雷器交流泄漏试验主要是测量避雷器在工频电压下的全电流、容性电流、阻性电流等参数,通过这些参数来衡量氧化锌避雷器的运行状况
目前国内外市场上有多种类型氧化锌避雷器测试产品,总的来讲可以分为有线型和无线型这两类。有线型(图一所示),通过直接连线实现数据的测量,而HDYZ-S氧化锌避雷器带电泄露电流测试仪不仅可以通过在 PT 上实现同步信号取样(图二所示),而且还能通过高压直接采样,在避雷器顶端实现高压同步信号的采样,从而简化了现场接线,以下是各种测试原理示意图:
图一、无线测量原理 图二、有线测量原理
HDYZ-S氧化锌避雷器泄露电流测试仪的原理如图四所示,通过直接采集避雷器顶端的电压来获取电流与电压之间的相位角,从而分析出全电流中的阻性电流、容性电流等参数,为运行中的避雷器状态检测提供有力的依据。
二:产品特点
1、HDYZ-S氧化锌避雷器泄露电流测试仪可通过三维向量图直观反映氧化锌避雷器的运行状况。HDYZ-S氧化锌避雷器带电泄露电流测试仪通过软件集成的优劣判断程序直接展现全电流、阻性电流及容性电流的关系,直观反应运行中氧化锌避雷器的性能;
2、数据测量准确可靠。可直接观测系统电压与泄漏电流的波形。通过对系统电压多次谐波的直接采样,有效去除了系统电压谐波对泄漏电流的影响,使泄漏电流的测量值更准确。
3、人机界面及便捷的数据管理。采用5.7寸640*480 TFT 触摸屏,使操作者更加得心应手,通过中、英文触控输入可实现对避雷器的站级、线路级乃至避雷器本身的数据管理,同时也可将测量数据现场打印;
4、接收主机便携式设计,方便工作人员携带和使用。
三:技术指标
1.高压同步采集器
1.1、检测电压范围(峰值):0.4 ~ 500kV
1.2、发射功率:20dB;
1.3、频谱带宽:40~10kHz
1.4、电源电压:DC 8.4V
2. PT同步采集器
2.1、检测电压范围(峰值):0.4 ~ 250V
2.2、发射功率:30dB;
2.3、频谱带宽:40~10kHz
2.4、电源电压:DC 8.4V
3.接收主机
3.1、泄漏电流测量范围(峰值):10uA ~ 10.0mA;
3.2、泄漏电流测量精度:5%±1个字;
3.3、泄漏电流分辨率:1uA;
3.4、测量参数及功能:
功能:
1.泄漏电流全电流实时波形、系统电压实时波形;
2.泄漏电流全电流、阻性电流、容性电流的矢量图;
测量参数:
1.泄漏电流全电流有效值、阻性电流有效值及容性电流有效值;
2.泄漏电流3次谐波、5次谐波、7次谐波及9次谐波;
3.系统电压与泄漏电流间相位角;
4.电压基准信号取样方式:
无PT方式(高压直接采样)、PT无线方式、谐波方式。
5.打印机类型:微型嵌入式打印机。
6.温度测量精度:0.1℃。
7.显示器:5.7寸TFT, 色真彩屏
8.数据存储:1000 组
9.工作电源:
内部电源:
DC 8.4V 锂聚合物电池;
充电时间:2~3小时;
工作时间:6小时以上;
外部电源:
输入:AC100V~240V,50/60Hz
输出:DC8.4V,3A
三、工作原理
HDYZ-S氧化锌避雷器带电泄露电流测试仪主要由两部分组成:一个高压信号同步采集装置(包括绝缘杆)、一个无线PT同步信号采集装置和一个无线接收主机。现场无PT时可以使用高压信号同步采集装置对电压进行采样,信号采集装置将采样到的高压信号调制后通过无线传输发送至接收主机,接收主机在收到信号后通过解调等方式将调制后的信号还原至原始波形,然后测量模块将采集到的电流信号和电压信号做数字分析,从而得到氧化锌避雷器的运行参数参数,同时通过对泄漏电流的傅里叶分析得到高次谐波分量,通过谐波分量的大小来判断避雷器处于何种状态。
图4原理图
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主要是由于水分浸入交联聚乙烯绝缘,在电场作用下形成树枝状物。水树枝的特点是引发树枝的空隙含有水分,且在较低的场强下发生。水树枝的产生,将会使介质损耗增加,绝缘电阻和击穿电压下降,电缆的寿命明显缩短。目前国内外对水树枝的生长研究尚不完善。一般认为,水树枝的发展过程有以下几种形式:
1)剩余应变使水树枝增长。当电缆在外加电压下,若绝缘中含有水分,导体附近的绝缘材料中剩余的应变就会增加,而应变较大的局部区域便会生成水树枝。
2)电场下的化学作用发展了水树枝。
3)电泳与扩散力的作用使水树枝生长。介质电泳可以认为是不带电荷的,但是已经极化的粒子或分子在畸变的电场中运动,若绝缘中含有带水分的杂质,这些杂质会向导电线芯附近的高电场区聚集。这一区域的温度相对偏高,水分因此而膨胀,形成较大的压力,使间隙扩大,引起水树枝的扩大和发展。
电树枝往往在绝缘内部产生细微开裂,形成细小的通道,并在放电通道的管壁上产生放电后的碳化颗粒。水树枝的产生,将会使介质损耗增加,绝缘电阻和击穿电压下降。因此,电缆中的电树枝和水树枝对电缆的电气性能将会带来严重的故障隐患。 1n
2 电缆试验
为了保证电缆安全可靠运行,有关的标准对电缆的各种试验做了明确的规定。主要试验项目包括:测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流。其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷。直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的,其目的是发现绝缘中的缺陷。但是近年来国内外的试验和运行经验证明:直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷,甚至造成电缆的绝缘隐患。德国Sechiswag公司在1978~1980年41个回路的10 kV电压等级的XLPE电缆中,发生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV电压等级XLPE电缆投运超出9 000 km,发生故障107次,国内也曾多次发生电缆事故,相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起。因此,国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。
IEC62067/CD要求对于220 kV电压等级以上的交联电缆不允许直流耐压。
研究表明,直流耐压试验时对绝缘的影响主要表现在:
1)电缆的局部绝缘气隙部位由于游离产生的电荷在此形成电荷积累,降低局部电场强度,使这些缺陷难以发现。
2)试验电压往往偏高,绝缘承受的电场强度较高,这种高电压对绝缘是一种损伤,使原本良好的绝缘产生缺陷,而且,定期性的预防性试验使电缆多次受到高压作用,对绝缘的影响形成积累效应。 中文论文网 - 3)试验时,其电场分布是按体积电阻分布的,与缘状况。
4)交联电缆绝缘层易产生电树枝和水树枝,在直流电压下易造成电树枝放电,加速绝缘老化。
交流耐压试验由于试验状况接近电缆的运行工况,耐压电压值较低,而且,耐压时间适当加长,更能反映电缆绝缘的状况以及发现绝缘中的缺陷。因此,国内外机构大力推荐XLPE电缆的交流耐压试验,取代现行的直流耐压试验。
3 交流耐压试验南昌市氧化锌避雷器泄露电流测试仪报价南昌市氧化锌避雷器泄露电流测试仪报价
3.1 试验标准
根据IEC和CIGRE推荐的XLPE交流耐压试验标准,国外现行的标准包括:
标准一:试验电压为1.7倍U0(额定相电压),耐压时间5 min。
标准二:试验电压为U0,耐压时间24 h。
标准三:试验电压为kU0,耐压时间1 h,其中k为系数,如表1。 3.2 试验设备
按IEC和CIGRE推荐的交联电缆交流耐压试验标准,宜于交流耐压试验的设备有:
1)带补偿电抗器的试验变压器(ACTC型):这种试验变压器重量和体积大,一般适用于试验室的耐压试验,现场试验几乎无法使用