氧化鋅避雷器測試儀是用於檢測氧化鋅避雷器電氣性能的專用儀器，該儀器適用於各種電壓等級的氧化鋅避雷器的帶電或停電檢測，從而及時發現設備內部絕緣受潮及閥片老化等危險缺陷。 該儀器操作簡單、使用方便，測量全過程由單片機控制，可測量氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流及其諧波、工頻參考電壓及其諧波、有功功率和相位差，大螢幕可顯示電壓和電流的真實波形。儀器運用數字波形分析技術，採用諧波分析和數字濾波等軟體抗干擾方法使測量結果準確、穩定。
基本介紹
- 中文名：氧化鋅避雷器測試儀
- 外文名：Zinc oxide arrester tester
- 利用：氧化鋅良好的非線性伏安特性
- 實質：避雷器
- 特性：通流能力大
簡介,特性,儀器概述,技術指標,智慧型測試,概述,技術參數,操作模式,有線模式,感應模式,無線模式,三相同測,操作步驟,測量原理,相間干擾,性能判斷,用前須知,數據說明,注意事項,試驗測試,其他問題,主要問題,完成任務,
簡介
氧化鋅避雷器是具有良好保護性能的避雷器。利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小（微安或毫安級）；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果。這種避雷器和傳統的避雷器的差異是它沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用。
特性
氧化鋅避雷器七大特性：
1.通流能力大
這主要體現在避雷器具有吸收各種雷電過電壓、工頻暫態過電壓、操作過電壓的能力。氧化鋅避雷器的通流能力完全符合甚至高於國家標準的要求。線路放電等級、能量吸收能力、4/10納秒大電流衝擊耐受、2ms方波通流能力等指標達到了國內領先水平。
2.保護特性優異
氧化鋅避雷器是用來保護電力系統中各種電器設備免受過電壓損壞的電器產品，具有良好保護性能。因為氧化鋅閥片的非線性伏安特性十分優良，使得在正常工作電壓下僅有幾百微安的電流通過，便於設計成無間隙結構，使其具備保護性能好、重量輕、尺寸小的特徵。當過電壓侵入時，流過閥片的電流迅速增大，同時限制了過電壓的幅值，釋放了過電壓的能量，此後氧化鋅閥片又恢復高阻狀態，使電力系統正常工作。
3.密封性能良好
避雷器元件採用老化性能好、氣密性好的優質複合外套，採用控制密封圈壓縮量和增塗密封膠等措施，陶瓷外套作為密封材料，確保密封可靠，使避雷器的性能穩定。
4.機械性能
主要考慮以下三方面因素：
（1）承受的地震力；
（2）作用於避雷器上的最大風壓力；
（3）避雷器的頂端承受導線的最大允許拉力。
5.良好的解污穢性能
無間隙氧化鋅避雷器具有較高的耐污穢性能。
國家標準規定的爬電比距等級為：
II級 中等污穢地區：爬電比距20mm/kv
III級 重污穢地區：爬電比距25mm/kv
IV級 特重污穢地區：爬電比距31mm/kv
6.高運行可靠性
長期運行的可靠性取決於產品的質量，及對產品的選型是否合理。影響它的產品質量主要有以下三方面：
（1）避雷器整體結構的合理性；
（2）氧化鋅閥片的伏安特性及耐老化特性；
（3）避雷器的密封性能。
7.工頻耐受能力
由於電力系統中如單相接地、長線電容效應以及甩負荷等各種原因，會引起工頻電壓的升高或產生幅值較高的暫態過電壓，避雷器具有在一定時間內承受一定工頻電壓升高能力。
儀器概述
氧化鋅避雷器測試儀是用於現場和實驗室檢測避雷器各項相關電氣參數的專用儀器，廣泛套用於氧化鋅避雷器的現場線上監測（帶電測試）和實驗室（停電檢修）的測試中。符合中華人民共和國電力行業標準《DL/T987-2005氧化鋅避雷器阻性電流測試儀 通用技術條件》的要術。本儀器採用微電腦進行採樣、控制等先進技術，可測量氧化鋅避雷器在工頻電壓下的全電流、三次諧波、阻性電流、阻性電流峰值、容性電流、有功功率等。並顯示電壓、電流的波形及列印輸出。採用大螢幕液晶顯示，漢字選單提示操作，使人機交換功能更強。同時提供現場的接線顯示。本儀器具有接線簡單、測量精度高、可靠性強等特點。
技術指標
1.測量參數及範圍
試驗電壓： KV
三次諧波電壓： KV
全電流（峰值）： 0－20 mA
三次諧波電流： 0－20 mA
阻性電流（峰值）： 0－20 mA
阻性電流峰值： 0－20 mA
容性電流（峰值）： 0－20 mA
避雷器功耗： 0－8W
除顯示上述各測量值外，還可顯示電壓及全電流的波形。
2.測量誤差
試驗電壓： ±2%
全電流： ±2%
阻性電流： ±5%
容性電流： ±5%
避雷器功耗： ±5%
3.輸入信號
電壓信號（PT的低壓測）： AC 5 ~ 200V
電流信號： AC 0 ~ 20mA
4.工作電源
AC 220V±10% 50Hz
5. 電池連續工作時間
8小時以上
6. 電池充電時間
6小時以上
7. 儀器尺寸
34cm×22cm×20cm
8. 儀器重量
5kg(不含電纜箱)
智慧型測試
概述
智慧型型氧化鋅避雷器測試儀主要用於對電力系統中廣泛使用的6KV、10KV氧化鋅避雷器直流參數進行測試，具有接線簡單，體積小，重量輕，便於攜帶，可外接電源等特點。
技術參數
最高輸出電壓：35KV
最大輸出電流：1.2mA（30KV時）
最大輸出功率：36W
電壓脈動係數：0.5%
電壓測量精度：±0.5%
0.75倍電壓精度：1%
1mA電流精度：±0.5%
電流測量精度：±0.5%
供電電源：AC 220V±15% 或 內部電源
使用溫度：25±10℃
體積重量：320mm×250mm×160mm 5.5kg
操作模式
有線模式
儀器輸入PT二次電壓作為參考信號，同時輸入MOA電流信號，經過傅立葉變換可以得到電壓基波U1、電流基波峰值Ix1p和電流電壓角度Φ。因此與電壓同相分量為阻性電流基波峰值（Ir1p），正交分量是容性電流基波峰值（Ic1p）：
Ir1p=Ix1pCOSΦ Ic1p=Ix1pSINΦ
考慮到δ=90°—Φ相當於介損角，直接用Φ評價MOA也是十分簡捷的：沒有“相間干擾”時，Φ大多在81°~86°之間。按“阻性電流不能超過總電流的25%”要求，Φ不能小於75.5°，可參考下表對MOA性能分段評價：
性能 | <75° | 75°~77° | 78°~80° | 81°~83° | 84°~89° | >89° |
Φ | 劣 | 差 | 中 | 良 | 優 | 有干擾 |
實際上Φ<80°時應當引起注意。
接地:
測量前先連線地線，測量完最後拆接地線！如果接地點有油漆或鏽蝕必須清除乾淨。
參考電壓
參考電壓信號線一端插入參考電壓插座，另一端接被測相PT二次低壓輸出：小黑夾子接中性點(x)，小紅夾子接待測相電壓(a/b/c)。外施法測量時接升壓變壓器的測量繞組。如果PT距離較遠，可使用加長線。靠近兩個小夾子處各有一隻0.1A保險管，是用於防止意外燒斷PT保險絲的。0.1A保險管損壞後應更換相同規格保險管。
電流信號
先將泄漏電流信號線插頭插入儀器，後將另一端夾子夾到（或通過絕緣竿搭到）被測相MOA放電計數器上端。試驗室內可將無放電計數器的MOA放到絕緣板上，由MOA下端取電流信號。靠近夾子處有一隻0.1A保險管，用於防止錯接PT。保險管損壞後應更換相同規格保險管。電流信號不能使用加長線。
感應模式
在MOA底座上設定電場感應感測器，其感應電流超前電場強度（母線電壓）90°，經過積分運算後與電場強度或母線電壓同相位，因此可以用電場感應感測器的信號作為測量參考。儀器輸入電場感應感測器信號，同時輸入MOA電流信號，經過傅立葉變換可以得到電場基波E1、電流基波峰值Ix1p和電流電場角度Φ。與電場同相分量為阻性電流基波峰值（Ir1p），正交分量是容性電流基波峰值（Ic1p）。
使用B相感應信號作參考
因為A/C兩個邊相對B相底座的電場影響抵消，應將感應板設定到B相MOA底座上與A/C相相對稱的位置，可以得到B相正確的相位信息。A/C相MOA底座電場受B相影響，不要將感應板設定到A/C相MOA底座上。
無線模式
使用無線傳輸終端把PT二次電壓信號傳送到儀器的電壓採集部分。從而代替連線PT的長線。
無線傳輸終端
小黑夾子接中性點(x)，小紅夾子接B相。兩個小夾子旁邊各有一隻0.1A保險管，用於防止意外燒斷PT保險絲。0.1A保險管損壞後應更換相同規格保險管。
電流信號：和有線模式一樣
三相同測
接地:
測量前要先連線地線，測量完最後拆接地線！如果接地點有油漆或鏽蝕必須清除乾淨。
參考電壓
參考電壓信號線一端插入參考電壓插座，另一端接B相PT二次低壓輸出。靠近兩個小夾子處各有一隻0.1A保險管，用於防止意外燒斷PT保險絲。0.1A保險管損壞後應更換相同規格保險管。
電流信號
先將泄漏電流信號線插頭插入儀器，後將另一端的四個夾子夾到（或通過絕緣竿搭到）A,B,C相MOA放電計數器上端和地端。靠近夾子的地方有一隻0.1A保險管，是用於防止錯接PT的。保險管損壞後應更換相同規格保險管。電流信號不能使用加長線。
操作步驟
打開電源開關，螢幕出現開機界面
約幾秒後出現如下所示主選單。主選單的具體操作說明如下：
l 線路編號：按“功能”鍵將游標指向“線路編號”，按“確定”鍵進入；按“功能”鍵選擇要調整的位置，此位置下會有一個小游標；按 “增大”、“減小” 鍵進行選擇，所有位調整完成後，按“確定”鍵。
l PT變比：按“功能”鍵將游標指向“PT 變比”，按“確定”進入；按“功能”鍵選擇你要調整的位置，此位置下會有一個小游標；然後按 “增大”、“減小” 鍵進行選擇，位調整完成後，按“確定”鍵。
l 測試相序：按“功能”鍵將游標指向“測試相序”，按“確定”進入；按“功能”鍵選擇你要調整的位置，此位置下會有一個小游標；按 “增大”、“減小” 鍵進行選擇，位調整完成後，按“確定”鍵。其中A,B,C表示單相測量,X表示三相同測.
l 補償角度：調整方法同上，一般相間干擾的影響大約在2°~ 5°，由於準確測算干擾量有一定困難，一般不提倡硬性補償，而是將其設定為0.0°,可以按規程要求，縱向比較一段時間內數據變化趨勢。如果需要調整邊相校正角，可參考後面“測量原理”的有關章節.如果選擇三相同測,角度自動補償.
l 日期：調整方法同上，用“功能”鍵選擇要調整的項目年、月、日、時、分、秒，用“增大”、“減小”鍵進行調整，全部調整完後，按“確定”鍵。
l 模式 ： 按“確定”將會在有線,感應,無線三種模式之間切換.
l 查看：按鍵盤“功能”鍵將游標指向“查看”，按“確定”進入（如圖六所示）；按 “增大、減小、功能” 鍵選擇要查看的數據，按“確定”鍵顯示該組數據；
l 測量：按“功能”鍵使游標指向“測試”，按“確定”進入測量，出現圖七所示測量畫面。
顯示： 轉換顯示畫面，顯示全部測試信息，或簡要顯示。如果是三相同測,按“增大”,“減小”可以循環顯示三相的信息。
列印：可將測量的數據列印出來，但不存儲
存儲：存儲當前數據，選擇好數據的存儲位置，按“確定”鍵保存。
退出：退出測量，回到系統主選單。
7．數據上傳：將隨機攜帶的數據通訊打包軟體安裝到計算機上，用串列通訊線將儀器與計算機的RS-232串口相連。打開儀器電源，在計算機上運行通訊程式，在計算機上點擊所需功能，可完成有關的操作。
測量原理
輸入電流電壓經過數字濾波後，取出基波，然後用投影法計算出阻性電流基波峰值Ir1p=Ix1p.cosφ，因基波數值穩定，故普遍採用Ir1p衡量避雷器性能。
總電流基波峰值Ix1p在電壓基波U1（E1）方向投影為Ir1p，在垂直方向投影為Ic1p，φ為電流電壓基波相位角，其中包含選定的補償角度(圖七)。因此，用φ和Ir1p均能直觀衡量MOA性能。
相間干擾
現場測量時，一字排列的避雷器(圖八)，中間B相通過雜散電容對A、C泄漏電流產生影響，使A相φ減小，阻性電流增大，C相φ增大，阻性電流減小甚至為負，這種現象稱相間干擾(圖九)。
一種方法是補償相間干擾：假設Ia、Ic無干擾時相位相差120°，假設B相對A、C相干擾是相同的；
將電壓取B相，電流取C相，測得φ1=φcb；再將電流取A相，測得φ1=φab；則C相電流與A相電流之間的相位差φca=φcb-φab；
選擇校正角Dφ=(φca -120°) / 2，將此值在主選單中置入儀器即可；
選擇好相序，儀器會根據所選相序自動進行角度補償（A相加Dφ，B相不要補償即選0，C相減Dφ）
也可不必補償相間干擾(即補償角度為0)，從阻性電流的變化趨勢判斷避雷器性能。
如果允許，可以只給待測相加電，以取得絕對數據。而試驗室測量不必考慮相間干擾。
性能判斷
避雷器性能可以從阻性電流基波峰值Ir1p判斷，但從電流電壓角度Φ判斷更有效，因為90°-Φ相當於介損角。如果規定阻性電流小於總電流的25%，對應的φ為75°；
無相間干擾時：
性能 | <75° | 75°～ 79° | 79°～ 83° | 83°～ 89° |
Φ | 差 | 中 | 良 | 優 |
有相間干擾時，產生誤差：
A相 | B相 | C相 |
-2°～ -4° | （認為0） | +2°～ +4° |
實際測量時應考慮此誤差影響，儘管有此相間干擾誤差，但判斷MOA性能還是可行的。如僅用Ir1p判斷，在90°附近會有若干倍的變化，此時不如直接查看角度更合理。
用前須知
由於本儀器可以三相同側，自動補償，所以使用時候特別方便。上邊所說的相間干擾等問題在三相同側的時候已經由儀器自動計算出來，不需要試驗人員計算。總之，使用本儀器時候，只要接好測試線，打開儀器測試就可以。所有的問題儀器已經解決了。
數據說明
（1）Ux：工頻電壓有效值，此電壓為實測電壓；
（2）U1：工頻電壓基波有效值；
（3）U3：工頻電壓三次諧波有效值；
（4）U5：工頻電壓五次諧波有效值；
（5）Ix：全電流有效值；
（6）Ic：容性電流有效值；
（7）Ir：阻性電流峰值；
（8）Ir1：阻性電流基波峰值；
（9）Ir3：阻性電流三次諧波峰值；
（10）Ir5：阻性電流五次諧波峰值；
（11）Ir7：阻性電流七次諧波峰值；
（12）Ic1p：容性電流基波峰值；
（13）Ir1p：阻性電流基波峰值。由於Ir1p比較穩定，有確切來源，應以Ir1p為主要的阻性電流判據；
（14）P：有功功率；
（15）Φ：基波電流超前基波電壓的相位差；
（16）波形Ux：Ix為工頻電壓和全電流的真實波形，它既能反映電壓和電流的相位差，又能反映電源質量；
注意事項
1. 從PT二次取參考電壓時，應仔細檢查接線以避免PT二次短路。
2. 電壓信號輸入線和電流信號輸入線務必不要接反，如果將電流信號輸入線接至PT二次側或者試驗變壓器測量端，則可能會燒毀儀器。
3. 在有輸入電壓和輸入電流的情況下，切勿插拔測量線，以免燒壞儀器。
4. 儀器損壞後，請立即停止使用並通知相關單位，不要自行開箱修理。儀器工作不正常時，請首先檢查電源保險是否熔斷。更換型號一致保險後方可繼續實驗。
5.本儀器不得置於潮濕和溫度過高的環境中。
6．從PT處或試驗變壓器測量端取參考電壓時，應仔細檢查接線以避免PT二次或試驗電壓短路。
7．在聯線過程中注意不要把電流和電壓取樣線接錯。
8．在實驗室做試驗時，高壓電源不能用串激試驗變壓器。
試驗測試
1.氧化鋅避雷器發生熱擊穿情況
導致氧化鋅避雷器發生器熱擊穿的最終原因是其發熱功率大於散熱功率。氧化鋅閥片的發熱功率取決於其上電流和電壓（電流為流過閥片電流的有功分量）。
2.氧化鋅避雷器內部受潮現象
密封不嚴，會導致避雷器內部受潮，或安裝時內部有水分浸入，都會使避雷器在電壓下發生總電流增大現象。受潮到一定程度，會發生沿氧化鋅閥片表面或瓷套內壁表面的放電，引起避雷器爆炸。 氧化鋅避雷受器受潮引起的總電流增加是阻性泄漏電流增加造成的。通過檢測看角度的變化幅度可以推斷是否受潮。所以一般每次測試完之後，應存放通風乾燥的地方，以免再次受潮。
其他問題
主要問題
1．儀器由於取消了串聯間隙，長期承受系統電壓，流過電流。電流中的有功分量閥片發熱，引伏安特性的變化，長期作用的結果會導致閥片老化，甚至熱擊穿。
2．儀器受到衝擊電壓的使用，閥片也會在衝擊電壓能量的作用下發生老化。
3．儀器內部受潮或絕緣性能不良，會使工頻電流增加，功耗加劇，嚴重時會導致內部放電。
4．儀器受到雨、雪、凝露或灰塵的污染，由於內外電發布不同而使內部閥片與外部瓷套之間產生較電位差，導致徑向放電現象發生。
完成任務
判儀器閥片是否發生老化或受潮，通常觀察正常運行流過氧化鋅閥片的阻泄漏電流的變化，即觀察阻性是否增大作為判斷依據。
