氧化锌避雷器测试仪的定义以及校准

    氧化锌避雷器测试仪的定义
  氧化锌避雷器测试仪是用于检测氧化锌避雷器电气性能的专用仪器,该仪器适用于各种电压等级的氧化锌避雷器的带电或停电检测,从而及时发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷。 该仪器操作简单、使用方便,测量全过程由单片机控制,可测量氧化锌避雷器的全电流、阻性电流及其谐波、工频参考电压及其谐波、有功功率和相位差,大屏幕可显示电压和电流的真实波形。仪器运用数字波形分析技术,采用谐波分析和数字滤波等软件抗干扰方法使测量结果准确、稳定。
  氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。
  特性
 氧化锌避雷器七大特性:
1.通流能力大
这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。氧化锌避雷器的通流能力完全符合甚至高于国家标准的要求。线路放电等级、能量吸收能力、4/10纳秒大电流冲击耐受、2ms方波通流能力等指标达到了国内领先水平。
2.保护特性优异
氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品,具有良好保护性能。因为氧化锌阀片的非线性伏安特性十分优良,使得在正常工作电压下仅有几百微安的电流通过,便于设计成无间隙结构,使其具备保护性能好、重量轻、尺寸小的特征。当过电压侵入时,流过阀片的电流迅速增大,同时限制了过电压的幅值,释放了过电压的能量,此后氧化锌阀片又恢复高阻状态,使电力系统正常工作。
3.密封性能良好
避雷器元件采用老化性能好、气密性好的优质复合外套,采用控制密封圈压缩量和增涂密封胶等措施,陶瓷外套作为密封材料,确保密封可靠,使避雷器的性能稳定。
4.机械性能
主要考虑以下三方面因素:
(1)承受的地震力;
(2)作用于避雷器上的最大风压力;
(3)避雷器的顶端承受导线的最大允许拉力。
5.良好的解污秽性能
无间隙氧化锌避雷器具有较高的耐污秽性能。
国家标准规定的爬电比距等级为:
II级 中等污秽地区:爬电比距20mm/kv
III级 重污秽地区:爬电比距25mm/kv
IV级 特重污秽地区:爬电比距31mm/kv
6.高运行可靠性
长期运行的可靠性取决于产品的质量,及对产品的选型是否合理。影响它的产品质量主要有以下三方面:
(1)避雷器整体结构的合理性;
(2)氧化锌阀片的伏安特性及耐老化特性;
(3)避雷器的密封性能。
7.工频耐受能力
由于电力系统中如单相接地、长线电容效应以及甩负荷等各种原因,会引起工频电压的升高或产生幅值较高的暂态过电压,避雷器具有在一定时间内承受一定工频电压升高能力。
  仪器概述编辑
氧化锌避雷器测试仪是用于现场和实验室检测避雷器各项相关电气参数的专用仪器,广泛应用于氧化锌避雷器的现场在线监测(带电测试)和实验室(停电检修)的测试中。符合中华人民共和国电力行业标准《DL/T987-2005氧化锌避雷器阻性电流测试仪 通用技术条件》的要术。本仪器采用微电脑进行采样、控制等先进技术,可测量氧化锌避雷器在工频电压下的全电流、三次谐波、阻性电流、阻性电流峰值、容性电流、有功功率等。并显示电压、电流的波形及打印输出。采用大屏幕液晶显示,汉字菜单提示操作,使人机交换功能更强。同时提供现场的接线显示。本仪器具有接线简单、测量精度高、可靠性强等特点 [1]  。
技术指标编辑
1.测量参数及范围
试验电压: KV
三次谐波电压: KV
全电流(峰值): 0-20 mA
三次谐波电流: 0-20 mA
阻性电流(峰值): 0-20 mA
阻性电流峰值: 0-20 mA
容性电流(峰值): 0-20 mA
避雷器功耗: 0-8W
除显示上述各测量值外,还可显示电压及全电流的波形。
2.测量误差
试验电压: ±2%
全电流: ±2%
阻性电流: ±5%
容性电流: ±5%
避雷器功耗: ±5%
3.输入信号
电压信号(PT的低压测): AC 5 ~ 200V
电流信号: AC 0 ~ 20mA
4.工作电源
AC 220V±10% 50Hz
5. 电池连续工作时间
8小时以上
6. 电池充电时间
6小时以上
7. 仪器尺寸
34cm×22cm×20cm
8. 仪器重量
5kg(不含电缆箱)
智能测试编辑
概述
智能型氧化锌避雷器测试仪主要用于对电力系统中广泛使用的6KV、10KV氧化锌避雷器直流参数进行测试,具有接线简单,体积小,重量轻,便于携带,可外接电源等特点。
技术参数
最高输出电压:35KV
最大输出电流:1.2mA(30KV时)
最大输出功率:36W
电压脉动系数:0.5%
电压测量精度:±0.5%
0.75倍电压精度:1%
1mA电流精度:±0.5%
电流测量精度:±0.5%
供电电源:AC 220V±15% 或 内部电源
使用温度:25±10℃
体积重量:320mm×250mm×160mm 5.5kg
操作模式编辑
有线模式
仪器输入PT二次电压作为参考信号,同时输入MOA电流信号,经过傅立叶变换可以得到电压基波U1、电流基波峰值Ix1p和电流电压角度Φ。因此与电压同相分量为阻性电流基波峰值(Ir1p),正交分量是容性电流基波峰值(Ic1p):
Ir1p=Ix1pCOSΦ Ic1p=Ix1pSINΦ
考虑到δ=90°—Φ相当于介损角,直接用Φ评价MOA也是十分简捷的:没有“相间干扰”时,Φ大多在81°~86°之间。按“阻性电流不能超过总电流的25%”要求,Φ不能小于75.5°,可参考下表对MOA性能分段评价:

性能 <75° 75°~77° 78°~80° 81°~83° 84°~89° >89°
Φ 有干扰

实际上Φ<80°时应当引起注意。

接地:

测量前先连接地线,测量完最后拆接地线!如果接地点有油漆或锈蚀必须清除干净。

参考电压

参考电压信号线一端插入参考电压插座,另一端接被测相PT二次低压输出:小黑夹子接中性点(x),小红夹子接待测相电压(a/b/c)。外施法测量时接升压变压器的测量绕组。如果PT距离较远,可使用加长线。靠近两个小夹子处各有一只0.1A保险管,是用于防止意外烧断PT保险丝的。0.1A保险管损坏后应更换相同规格保险管。

电流信号

先将泄漏电流信号线插头插入仪器,后将另一端夹子夹到(或通过绝缘竿搭到)被测相MOA放电计数器上端。试验室内可将无放电计数器的MOA放到绝缘板上,由MOA下端取电流信号。靠近夹子处有一只0.1A保险管,用于防止错接PT。保险管损坏后应更换相同规格保险管。电流信号不能使用加长线。

感应模式

在MOA底座上设置电场感应传感器,其感应电流超前电场强度(母线电压)90°,经过积分运算后与电场强度或母线电压同相位,因此可以用电场感应传感器的信号作为测量参考。仪器输入电场感应传感器信号,同时输入MOA电流信号,经过傅立叶变换可以得到电场基波E1、电流基波峰值Ix1p和电流电场角度Φ。与电场同相分量为阻性电流基波峰值(Ir1p),正交分量是容性电流基波峰值(Ic1p)。

使用B相感应信号作参考

因为A/C两个边相对B相底座的电场影响抵消,应将感应板设置到B相MOA底座上与A/C相相对称的位置,可以得到B相正确的相位信息。A/C相MOA底座电场受B相影响,不要将感应板设置到A/C相MOA底座上。

无线模式

使用无线传输终端把PT二次电压信号传送到仪器的电压采集部分。从而代替连接PT的长线。

无线传输终端

小黑夹子接中性点(x),小红夹子接B相。两个小夹子旁边各有一只0.1A保险管,用于防止意外烧断PT保险丝。0.1A保险管损坏后应更换相同规格保险管。

电流信号:和有线模式一样

三相同测

接地:

测量前要先连接地线,测量完最后拆接地线!如果接地点有油漆或锈蚀必须清除干净。

参考电压

参考电压信号线一端插入参考电压插座,另一端接B相PT二次低压输出。靠近两个小夹子处各有一只0.1A保险管,用于防止意外烧断PT保险丝。0.1A保险管损坏后应更换相同规格保险管。

电流信号

先将泄漏电流信号线插头插入仪器,后将另一端的四个夹子夹到(或通过绝缘竿搭到)A,B,C相MOA放电计数器上端和地端。靠近夹子的地方有一只0.1A保险管,是用于防止错接PT的。保险管损坏后应更换相同规格保险管。电流信号不能使用加长线。

操作步骤编辑

打开电源开关,屏幕出现开机界面

约几秒后出现如下所示主菜单。主菜单的具体操作说明如下:

l 线路编号:按“功能”键将光标指向“线路编号”,按“确定”键进入;按“功能”键选择要调整的位置,此位置下会有一个小光标;按 “增大”、“减小” 键进行选择,所有位调整完成后,按“确定”键。

l PT变比:按“功能”键将光标指向“PT 变比”,按“确定”进入;按“功能”键选择你要调整的位置,此位置下会有一个小光标;然后按 “增大”、“减小” 键进行选择,位调整完成后,按“确定”键。

l 测试相序:按“功能”键将光标指向“测试相序”,按“确定”进入;按“功能”键选择你要调整的位置,此位置下会有一个小光标;按 “增大”、“减小” 键进行选择,位调整完成后,按“确定”键。其中A,B,C表示单相测量,X表示三相同测.

l 补偿角度:调整方法同上,一般相间干扰的影响大约在2°~ 5°,由于准确测算干扰量有一定困难,一般不提倡硬性补偿,而是将其设置为0.0°,可以按规程要求,纵向比较一段时间内数据变化趋势。如果需要调整边相校正角,可参考后面“测量原理”的有关章节.如果选择三相同测,角度自动补偿.

l 日期:调整方法同上,用“功能”键选择要调整的项目年、月、日、时、分、秒,用“增大”、“减小”键进行调整,全部调整完后,按“确定”键。

l 模式 : 按“确定”将会在有线,感应,无线三种模式之间切换.

l 查看:按键盘“功能”键将光标指向“查看”,按“确定”进入(如图六所示);按 “增大、减小、功能” 键选择要查看的数据,按“确定”键显示该组数据;

l 测量:按“功能”键使光标指向“测试”,按“确定”进入测量,出现图七所示测量画面。

显示: 转换显示画面,显示全部测试信息,或简要显示。如果是三相同测,按“增大”,“减小”可以循环显示三相的信息。

打印:可将测量的数据打印出来,但不存储

存储:存储当前数据,选择好数据的存储位置,按“确定”键保存。

退出:退出测量,回到系统主菜单。

7.数据上传:将随机携带的数据通讯打包软件安装到计算机上,用串行通讯线将仪器与计算机的RS-232串口相连。打开仪器电源,在计算机上运行通讯程序,在计算机上点击所需功能,可完成有关的操作。

测量原理编辑

输入电流电压经过数字滤波后,取出基波,然后用投影法计算出阻性电流基波峰值Ir1p=Ix1p.cosφ,因基波数值稳定,故普遍采用Ir1p衡量避雷器性能。

总电流基波峰值Ix1p在电压基波U1(E1)方向投影为Ir1p,在垂直方向投影为Ic1p,φ为电流电压基波相位角,其中包含选定的补偿角度(图七)。因此,用φ和Ir1p均能直观衡量MOA性能。

相间干扰

现场测量时,一字排列的避雷器(图八),中间B相通过杂散电容对A、C泄漏电流产生影响,使A相φ减小,阻性电流增大,C相φ增大,阻性电流减小甚至为负,这种现象称相间干扰(图九)。

一种方法是补偿相间干扰:假设Ia、Ic无干扰时相位相差120°,假设B相对A、C相干扰是相同的;

将电压取B相,电流取C相,测得φ1=φcb;再将电流取A相,测得φ1=φab;则C相电流与A相电流之间的相位差φca=φcb-φab;

选择校正角Dφ=(φca -120°) / 2,将此值在主菜单中置入仪器即可;

选择好相序,仪器会根据所选相序自动进行角度补偿(A相加Dφ,B相不要补偿即选0,C相减Dφ)

也可不必补偿相间干扰(即补偿角度为0),从阻性电流的变化趋势判断避雷器性能。

如果允许,可以只给待测相加电,以取得绝对数据。而试验室测量不必考虑相间干扰。

性能判断

避雷器性能可以从阻性电流基波峰值Ir1p判断,但从电流电压角度Φ判断更有效,因为90°-Φ相当于介损角。如果规定阻性电流小于总电流的25%,对应的φ为75°;

无相间干扰时:

性能 <75° 75°~ 79° 79°~ 83° 83°~ 89°
Φ

有相间干扰时,产生误差:

A相 B相 C相
-2°~ -4° (认为0) +2°~ +4°

实际测量时应考虑此误差影响,尽管有此相间干扰误差,但判断MOA性能还是可行的。如仅用Ir1p判断,在90°附近会有若干倍的变化,此时不如直接查看角度更合理。

用前须知

由于本仪器可以三相同侧,自动补偿,所以使用时候特别方便。上边所说的相间干扰等问题在三相同侧的时候已经由仪器自动计算出来,不需要试验人员计算。总之,使用本仪器时候,只要接好测试线,打开仪器测试就可以。所有的问题仪器已经解决了。

数据说明编辑

(1)Ux:工频电压有效值,此电压为实测电压;

(2)U1:工频电压基波有效值;

(3)U3:工频电压三次谐波有效值;

(4)U5:工频电压五次谐波有效值;

(5)Ix:全电流有效值;

(6)Ic:容性电流有效值;

(7)Ir:阻性电流峰值;

(8)Ir1:阻性电流基波峰值;

(9)Ir3:阻性电流三次谐波峰值;

(10)Ir5:阻性电流五次谐波峰值;

(11)Ir7:阻性电流七次谐波峰值;

(12)Ic1p:容性电流基波峰值;

(13)Ir1p:阻性电流基波峰值。由于Ir1p比较稳定,有确切来源,应以Ir1p为主要的阻性电流判据;

(14)P:有功功率;

(15)Φ:基波电流超前基波电压的相位差;

(16)波形Ux:Ix为工频电压和全电流的真实波形,它既能反映电压和电流的相位差,又能反映电源质量;

注意事项编辑

1. 从PT二次取参考电压时,应仔细检查接线以避免PT二次短路。

2. 电压信号输入线和电流信号输入线务必不要接反,如果将电流信号输入线接至PT二次侧或者试验变压器测量端,则可能会烧毁仪器。

3. 在有输入电压和输入电流的情况下,切勿插拔测量线,以免烧坏仪器。

4. 仪器损坏后,请立即停止使用并通知相关单位,不要自行开箱修理。仪器工作不正常时,请首先检查电源保险是否熔断。更换型号一致保险后方可继续实验。

5.本仪器不得置于潮湿和温度过高的环境中。

6.从PT处或试验变压器测量端取参考电压时,应仔细检查接线以避免PT二次或试验电压短路。

7.在联线过程中注意不要把电流和电压取样线接错。

8.在实验室做试验时,高压电源不能用串激试验变压器。

试验测试编辑

1.氧化锌避雷器发生热击穿情况

导致氧化锌避雷器发生器热击穿的最终原因是其发热功率大于散热功率。氧化锌阀片的发热功率取决于其上电流和电压(电流为流过阀片电流的有功分量)。

2.氧化锌避雷器内部受潮现象

密封不严,会导致避雷器内部受潮,或安装时内部有水分浸入,都会使避雷器在电压下发生总电流增大现象。受潮到一定程度,会发生沿氧化锌阀片表面或瓷套内壁表面的放电,引起避雷器爆炸。 氧化锌避雷受器受潮引起的总电流增加是阻性泄漏电流增加造成的。通过检测看角度的变化幅度可以推断是否受潮。所以一般每次测试完之后,应存放通风干燥的地方,以免再次受潮。

其他问题编辑

主要问题

1.仪器由于取消了串联间隙,长期承受系统电压,流过电流。电流中的有功分量阀片发热,引伏安特性的变化,长期作用的结果会导致阀片老化,甚至热击穿。

2.仪器受到冲击电压的使用,阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。

3.仪器内部受潮或绝缘性能不良,会使工频电流增加,功耗加剧,严重时会导致内部放电。

4.仪器受到雨、雪、凝露或灰尘的污染,由于内外电发布不同而使内部阀片与外部瓷套之间产生较电位差,导致径向放电现象发生。

完成任务

判仪器阀片是否发生老化或受潮,通常观察正常运行流过氧化锌阀片的阻泄漏电流的变化,即观察阻性是否增大作为判断依据。

  
氧化锌避雷器测试仪校准选择品信检测,品信检测2016年通过了中国合格评定国家认可委员会(CNAS)的认可,认可证书号:L9269。2015年通过当地质量技术监督局的考核,并建立了企业最高计量标准。目前已拥有电学、无线电、几何量、热学、力学、化学、电力高压检测计量等各领域专业技术,以“为客户提供专业、精准、经济、快速的服务”为宗旨,开展相应专业仪器的校准、检测、销售、维修及人员培训工作。公司秉承其科学、公正、准确、高效的计量理念,信守“科学公正、客户至上”的承诺,利用先进的计量标准仪器设备和精湛的测试技术,竭诚为每一位客户提供高质量的服务。通过不断努力,建标8项到30余项,CNAS项目24到 500余项,项目电力高压 生物制药 消防气体综合实力位居民营第一,。人员最初3个到现在100余个,现有10多个省建立分公司,2019全国预计达30几个。

 

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