氧化锌避雷器阀片的测量方法

杂散电容的存在使氧化锌避雷器(MOA)中阀片电压分布不均匀，一般靠近高压端的阀片承担电压较高，导致这部分阀片老化加快，最终整台氧化锌避雷器损坏，缩短了氧化锌避雷器的使用寿命。所以，电位分布的计算和测试以及采取有效均压措施，对氧化锌避雷器设计和运行都具有重要意义。然而，精确测量氧化锌避雷器中阀片的电位分布很难。由于阀片制造工艺的不同，分散性很大，而且测量探头的体积也会影响阀片周围的电场分布从而影响测量结果。

这些都给测量系统的设计和制造带来了很大困难。

目前常用的测量方法是光纤一电流法，该方法需不断更换探头位置，测量一组数据时间较长且需要大量的人力。

因此，需要研制一种新型的测量系统以满足避雷器设计和运行单位的需要。

1测量系统的研制

1.1测量系统的设计原理

本测量系统用于避雷器出厂前的检测试验。因刚组装的氧化锌避雷器阀片组的阻抗近似相等，故设阀片阻抗相等并通过测量流过阀片的电流得到其电位分布。由于研究和测量的是避雷器阀片在持续运行电压下的电位分布，而此条件下的电压分布主要由容性电流分量决定。长时问运行后氧化锌避雷器避雷器阀片阻抗的电阻分量会增加，而电容分量只和空间几何位置有关，和运行时间无关，对测量结果影响小，因此该系统也适用于运行一段时间后避雷器的检测试验。

1.2测量系统的结构

氧化锌阀片的电位分布与避雷器的结构参数及几何位置密切相关，其中主要影响因素为周围导体和阀片间的杂散电容，特别是对地杂散电容。

研制的测量系统由电流传感器、光纤、信号处理单元和计算机组成，为减小人为误差，需一次性测出整台避雷器的电流分布，且所有电流传感器必须安装在氧化锌避雷器的不同位置。

为满足以上要求，本系统的电流传感器采用无源的方法，用流过每片阀片中电流的能量驱动一个微功耗发光器件并经光纤将脉冲信号传递给接收器，显示出脉冲频率或个数。

由于流过电流传感器的电流j。正比于传感器球壳上的电压Ui，而脉冲频率厂或者个数又是的函数，所以-厂和也是ji的函数，流过阀片的电流可以用光脉冲的频率厂或脉冲个数来标定。本系统由20个电流传感器组成，可根据需要选择串人的个数。

2应用实例

2.1试验说明

试品电站用氧化锌避雷器，试验前先标定传感器，传感器在阀片中均匀安装，每个氧化锌避雷器单元的阀片中均匀串人5路传感器，编号为0～19的传感器依次串联到避雷器由下到上的单元中。

隔离试验避雷器和周围的电器设备，防止后者干扰试验结果。

2.2试验结果

试验得到该氧化锌避雷器避雷器各单元并联设计电容时的电位分布。可见并联设计电容器时电位分布很不均匀。在氧化锌避雷器避雷器最下端的单元离地高度最小，杂散影响也最小，电位分布较均匀(0～4的传感器)。

在高压端由于并联电容器和均压环同时作用电位分布也较均匀(15～19的传感器)。

而氧化锌避雷器中间2个单元由于法兰的作用和并联电容器取值不当，对地杂散电容对这2个单元阀片的电位影响很大，测量结果明显突变，按照实际传感器安装及串人阀片电位分布，比较可见测量和计算结果比较一致。

证明了该测量系统的准确性和实用性。调整电容器后所测氧化锌避雷器型号各单元电位分布，可见其较为均匀。

因此，建议氧化锌避雷器设计单位应在设计计算基础上对产品进行试验，得到理想的并联电容值再作调整，保证正常运行时电位分布较均匀。

3.结论

a)该系统传感器无源，尺寸小，对测量影响小。分布，还可用于电容分压器、电阻均压器、高压阀体等的电位测量，误差<±2。

b)信号处理光纤传输不受周围电磁场干扰。

c)该系统包含的20路电流传感器可同时测量，一次性得到测量结果，节省了大量的时间和人力。