氧化鋅避雷器閥片的測量方法

雜散電容的存在使氧化鋅避雷器(MOA)中閥片電壓分布不均勻，一般靠近高壓端的閥片承擔電壓較高，導致這部分閥片老化加快，最終整臺氧化鋅避雷器損壞，縮短了氧化鋅避雷器的使用壽命。所以，電位分布的計算和測試以及采取有效均壓措施，對氧化鋅避雷器設計和運行都具有重要意義。然而，精確測量氧化鋅避雷器中閥片的電位分布很難。由于閥片制造工藝的不同，分散性很大，而且測量探頭的體積也會影響閥片周圍的電場分布從而影響測量結果。

這些都給測量系統的設計和制造帶來了很大困難。

目前常用的測量方法是光纖一電流法，該方法需不斷更換探頭位置，測量一組數據時間較長且需要大量的人力。

因此，需要研制一種新型的測量系統以滿足避雷器設計和運行單位的需要。

1測量系統的研制

1.1測量系統的設計原理

本測量系統用于避雷器出廠前的檢測試驗。因剛組裝的氧化鋅避雷器閥片組的阻抗近似相等，故設閥片阻抗相等并通過測量流過閥片的電流得到其電位分布。由于研究和測量的是避雷器閥片在持續運行電壓下的電位分布，而此條件下的電壓分布主要由容性電流分量決定。長時問運行后氧化鋅避雷器避雷器閥片阻抗的電阻分量會增加，而電容分量只和空間幾何位置有關，和運行時間無關，對測量結果影響小，因此該系統也適用于運行一段時間后避雷器的檢測試驗。

1.2測量系統的結構

氧化鋅閥片的電位分布與避雷器的結構參數及幾何位置密切相關，其中主要影響因素為周圍導體和閥片間的雜散電容，特別是對地雜散電容。

研制的測量系統由電流傳感器、光纖、信號處理單元和計算機組成，為減小人為誤差，需一次性測出整臺避雷器的電流分布，且所有電流傳感器必須安裝在氧化鋅避雷器的不同位置。

為滿足以上要求，本系統的電流傳感器采用無源的方法，用流過每片閥片中電流的能量驅動一個微功耗發光器件并經光纖將脈沖信號傳遞給接收器，顯示出脈沖頻率或個數。

由于流過電流傳感器的電流j。正比于傳感器球殼上的電壓Ui，而脈沖頻率廠或者個數又是的函數，所以-廠和也是ji的函數，流過閥片的電流可以用光脈沖的頻率廠或脈沖個數來標定。本系統由20個電流傳感器組成，可根據需要選擇串人的個數。

2應用實例

2.1試驗說明

試品電站用氧化鋅避雷器，試驗前先標定傳感器，傳感器在閥片中均勻安裝，每個氧化鋅避雷器單元的閥片中均勻串人5路傳感器，編號為0～19的傳感器依次串聯到避雷器由下到上的單元中。

隔離試驗避雷器和周圍的電器設備，防止后者干擾試驗結果。

2.2試驗結果

試驗得到該氧化鋅避雷器避雷器各單元并聯設計電容時的電位分布。可見并聯設計電容器時電位分布很不均勻。在氧化鋅避雷器避雷器最下端的單元離地高度最小，雜散影響也最小，電位分布較均勻(0～4的傳感器)。

在高壓端由于并聯電容器和均壓環同時作用電位分布也較均勻(15～19的傳感器)。

而氧化鋅避雷器中間2個單元由于法蘭的作用和并聯電容器取值不當，對地雜散電容對這2個單元閥片的電位影響很大，測量結果明顯突變，按照實際傳感器安裝及串人閥片電位分布，比較可見測量和計算結果比較一致。

證明了該測量系統的準確性和實用性。調整電容器后所測氧化鋅避雷器型號各單元電位分布，可見其較為均勻。

因此，建議氧化鋅避雷器設計單位應在設計計算基礎上對產品進行試驗，得到理想的并聯電容值再作調整，保證正常運行時電位分布較均勻。

3.結論

a)該系統傳感器無源，尺寸小，對測量影響小。分布，還可用于電容分壓器、電阻均壓器、高壓閥體等的電位測量，誤差<±2。

b)信號處理光纖傳輸不受周圍電磁場干擾。

c)該系統包含的20路電流傳感器可同時測量，一次性得到測量結果，節省了大量的時間和人力。