金属氧化物避雷器(MOA)是电力系统里必不可少的过电压保护装置,它的性能是否可靠,直接关系到电网能不能安全稳定运行。MOA 的核心是氧化锌电阻片,它的非线性伏安特性很好 —— 正常运行电压下,只会流过微安级的电流(通常是数百微安);遇到过电压时,就会迅速导通,泄放巨大能量。这种运行电流由容性分量以及阻性分量组成,而监测阻性电流,正是评估 MOA 老化与受潮状况最灵敏、最有效的诊断手段。
一、测试原理:分离电流分量
在持续运行电压下,流过 MOA 的总泄漏电流(Total Leakage Current, IT)能通过矢量分解成两部分。
一部分是容性电流(IC),它由 MOA 本身的固有杂散电容产生,相位比施加的电压超前 90°,这个分量基本稳定,受外部环境影响小。
另一部分是阻性电流(IR),它由氧化锌阀片的非线性电阻特性产生,相位和施加的电压同相,这个分量能直接反映阀片的绝缘损耗以及老化程度。
总电流 IT = IC + IR。因为 IT 的幅值主要被远大于 IR 的 IC 主导,所以只监测总电流的有效值,很难发现阀片的早期劣化。阻性电流测试的核心技术在于,我们要通过专门的检测仪器,用数字谐波分析或者补偿法等手段,从总泄漏电流里精确分离出微小的阻性电流分量 —— 尤其是它的基波分量或者三次谐波分量,这样就能实现对 MOA 内部状态的精准 “把脉”。
二、测试方法与诊断依据
现场测试通常用带电测试的方式,会使用专用的阻性电流测试仪。仪器从 MOA 的接地引下线中获取总泄漏电流信号,同时通过电压互感器(PT)获取同步的母线电压信号。我们通过比对这两个信号的相位关系,仪器就能计算出阻性电流值。
诊断分析主要依据几个原则:
先说阻性电流绝对值,我们要把测量值和制造商提供的初始值,或者标准规定的注意值做比较。要是 IR 明显增大,通常就说明阀片的绝缘性能下降了,可能存在受潮或者老化的情况。
再看阻性电流相对变化率,这是更关键的诊断依据。我们对同一相避雷器做历年测试数据的纵向比较,要是发现阻性电流出现持续且明显的增长趋势 —— 就拿增长超过 50% 来说,即便它的绝对值没超标,也强烈预示着内部劣化已经开始了。
还有三相避雷器相互比较,在相同的系统电压以及环境下,三相避雷器的阻性电流值应该大致相当。要是某一相的 IR 明显高于另外两相,那这相避雷器存在异常的可能性就非常高。
最后看阻性电流与全电流的相位角(φ),φ 角的大小直接反映 IR 在 IT 中的比重。φ 角减小,就说明阻性分量增大,这是绝缘性能劣化的明确指示。
三、测试的重要意义
阻性电流测试作为一种预防性试验,它的意义很重大:
首先是早期预警作用,它能在 MOA 发生热崩溃或者击穿事故之前,及时发现其内部的渐进性绝缘劣化,为我们做计划性检修以及更换提供宝贵时间。
其次是为状态检修打基础,它能把传统的定期检修,转变为更具科学性的状态检修,避免过度维修或者失修,有效降低运维成本,还能提高供电可靠性。
最后是保障系统安全,一台失效的避雷器不仅会失去保护功能,它自身还可能发生爆炸,引发母线短路这类严重事故。我们通过监测阻性电流,能有效预防这类恶性事件。
我们要站在熔断器下方的侧边,跟带电部位保持安全距离,千万别靠太近。
操作的时候要果断、迅速,力度得适中。分闸时,我们先轻轻拉一下触头,确认已经解锁,再迅速往下拉;合闸时,要对准静触头,迅速又准确地往上推,别歪歪斜斜的。
操作过程中,我们要全程观察。要是发现有异常电弧、拉力太大,或是合闸没到位,就得马上停止操作并且上报,不能自己硬扛着继续操作。
三、熔体更换规范
换熔体之前,我们必须确认熔断器已经处于分闸状态,并且严格做停电、验电、挂接地线这些安全措施。少一步都不行,这是保证安全的底线。
结论
总的来说,避雷器阻性电流测试是电力设备状态评估中一项精密的带电检测技术。它通过捕捉并分析那微安级的阻性电流变化,为运维人员提供了洞察 MOA 内部健康状态的独特视角。我们坚持定期、规范地开展这项测试,并且对数据做科学分析,这是构建坚强智能电网、实现设备全生命周期精益化管理的重要一环。



