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避雷器带电测泄漏电流怎么提阻性分量?测法与判据

来源:北京康高特仪器设备有限公司 发布时间:2026-10-09 17:15:16 作者: 浏览次数:9898次 分类:技术文章

文章概述: 金属氧化物避雷器的阻性电流分量,不是直接测出来的,是从全电流里扣除容性分量得到的,扣得准不准取决于参考电压这个相位基准。DL/T 474.5-2018 的 8.1 条写明,带电运行受相邻相间电容耦合影响,阻性电流分量不易测准,带电测不准是标准承认的前提。现场方法是:交接投运之初必测全电流并作初值入档,运行中施加工频相电压,使用专门的 MOA 阻性电流测试仪。判据看的是「比」不是「限」。DL/T 596-2021 表 51 写明,阻性电流增加 50% 时适当缩短监测周期,增加一倍时停电检查。难点有两个。全电流对阻性变化很迟钝,阻性翻倍全电流只增加约 1.5%。而相位基准偏 2 度,算出的阻性分量增加约 66%,4 度已越过一倍门槛。温度每升 10 ℃,泄漏电流约增 3% 到 5%,比较时要带环境温度。在线毫安表只能当触发,不能当读数。

避雷器带电测试要拿到的那个数,不是直接读出来的。运行电压下流过金属氧化物避雷器的电流里,容性分量占了绝大部分,真正反映阀片状态的那一点阻性分量,是从全电流里扣除容性部分之后剩下的余额。这个动作叫提取,不叫测量。提取得准不准,取决于参考电压这个相位基准取得准不准,而不取决于电流通道本身。

阻性分量提取的难度,标准自己写过。DL/T 474.5-2018 这份现场绝缘试验实施导则的 8.1 条里有一句直白的话:由于在带电运行条件下受相邻相间电容耦合的影响,金属氧化物避雷器的阻性电流分量不易测准。规程承认测不准,是把一个事实摆到台面上,而不是把责任推给操作者。

本文把带电测阻性分量拆成两段来讲。前一段讲怎么提,包括参考电压怎么取、投影法怎么算、没有电压参考时怎么办、相间干扰怎么改写读数。后一段讲怎么判,包括判据为什么是比较而不是限值、两级门槛落在哪里、阻性电流可疑之后该动哪一步。

一、阻性分量不是测出来的

金属氧化物避雷器在运行电压下相当于一个极大的非线性电阻,并联着自身固有的电容。流过它的电流因此分成两支。一支走电容,相位超前电压约九十度,不发热,也不反映阀片状态。另一支走电阻,同电压同相位,产生有功损耗,是阀片老化同受潮的直接表征。

现场能夹到的是两支的合量,习惯叫全电流。要从合量里拿到阻性那支,只有一个办法:知道电压在哪个相位上,然后把全电流在电压方向上投影一次。缺了电压这个参照,全电流里的阻性分量同容性分量在幅值上无法分开,因为它们叠加在同一条接地引下线里。

所以带电测阻性分量的全部难点,都集中在参考电压上。电流通道反倒不是瓶颈,一只钳形电流互感器套在接地引下线上即可取得信号,DL/T 987-2017 对阻性电流测试仪的电流测量端只要求输入阻抗不大于 10 欧。

二、全电流里为什么挑不出那一点阻性

先看清楚数量级。全电流同阻性分量之间是直角三角形的关系,合量等于两直角边平方和的平方根。取容性分量 0.995 毫安、阻性分量 0.10 毫安,全电流算出来是 1.000 毫安,阻性占百分之十。

把阻性分量翻一倍,从 0.10 毫安涨到 0.20 毫安,全电流变成 1.01490 毫安,只涨了 1.490 个百分点。再翻到三倍即 0.30 毫安,全电流是 1.03924 毫安,涨幅 3.924 个百分点。换个说法,阻性分量已经严重恶化到三倍,全电流的读数看上去还几乎没有动。

反过来看更说明问题。要让全电流的读数涨百分之十,阻性分量要变到原来的 4.69 倍。这个倍数对应的状态,早已越过一切处理门槛。

在线监测装置上那只毫安表因此只能当触发器用,不能当判据用。DL/T 596-2021 表 51 里把避雷器用监测装置检查单列为序号 2,判据是电流值无异常,说明栏写着电流值明显增加时应进行带电测量。这句说明的落点,正在上面这个算术上:全电流明显增加时,阻性分量已经坏得很深了。

三、参考电压是无法绕开的那把钥匙

既然要投影,便需要知道方向。这个方向由参考电压提供。DL/T 987-2017 把参考电压列在测量功能的头一位,测量范围定为 20 伏到 100 伏,对应电压互感器二次侧的额定值。

取参考电压有三条路。头一条从同相母线的电压互感器二次侧取,同频同相,是标准方法。第二条用仪器配的感应板,放在避雷器底座附近感应电场,作为电压参考。第三条用于三相一字排列的场合,用三相泄漏电流之间的相位关系互作参考。

三条路的可靠性并不相同。头一条拿到的是真正的运行电压相位,代价是要动电压互感器二次回路,作业风险高,需要防止二次短路。后两条绕开了接线,代价是相位基准本身带误差,而这个误差会一比一地传进阻性分量里。

四、投影法把阻性分量算出来

有了参考电压,提取便是一次三角运算。把基波全电流峰值记作 Ix1p,基波电流超前基波电压的角度记作 φ,那么基波阻性电流峰值 Ir1p 等于 Ix1p 乘 cos φ,基波容性电流峰值 Ic1p 等于 Ix1p 乘 sin φ。

DL/T 987-2017 把相位角列进阻性电流测试仪的必测参数,测量范围定为 0 度到 90 度。按 Ir1p 等于 Ix1p 乘 cos φ 这个式子,把不同 φ 下的结果列出来,阻性分量的量级随之清楚。φ 为 87 度时,阻性分量占全电流的 5.234 个百分点。φ 降到 85 度,占比升到 8.716。φ 降到 83 度,占比 12.187。φ 降到 80 度,占比 17.365。反过来 φ 升到 89 度,占比只剩 1.745。

性能良好的避雷器,φ 落在八十几度的位置,阻性分量只占全电流的百分之几。这个比例决定了提取这件事的先天难度:要在 1 毫安左右的合量里,把那零点零几毫安的分量定出来,还要能分辨出它涨了百分之五十。

仪器给出的阻性电流通常取基波峰值 Ir1p,而不是包含各次谐波的总阻性电流有效值。原因是基波数值稳定,受系统谐波的影响小。这一点在下一章会看得更清楚。

五、相位角比阻性电流好读

φ 越接近九十度,阻性分量越小,读数对角度的敏感程度却越高。以 87 度为基准算一笔账:φ 减小 1 度到 86 度,阻性电流变成原来的 1.3329 倍,涨了 33.29 个百分点。减小 2 度到 85 度,变成 1.6653 倍,涨 66.53 个百分点。减小 3 度,涨 99.73 个百分点。减小 4 度,变成 2.3286 倍,涨 132.86 个百分点。

角度只挪了两度,阻性电流的读数便翻了六成多。挪四度,读数翻了一倍还多。

上面的算术解释了现场一个常见现象:同一台仪器、同一组避雷器,两次测量的阻性电流读数可以差出一大截,而设备其实没变。变动的是 φ,或者说变动的是 φ 的误差。

由此得到一条实用判读规则。九十度减 φ 相当于介损角,记作 δ。φ 为 87 度时 δ 是 3 度,φ 为 80 度时 δ 是 10 度。与其盯住阻性电流那几个微安,不如同时盯住 δ。角度是线性的,阻性电流在九十度附近是发散的,前者的读感比后者稳得多。

六、没有电压参考时的三次谐波法

有一类方法试图绕开参考电压。金属氧化物电阻片的伏安特性是非线性的,施加基波电压时,阻性电流里会生出三次谐波分量,更高次的奇次谐波量很小可忽略。于是可以从泄漏电流里直接提取三次谐波,用它反推阻性电流,不必引入电压信号。

三次谐波法的吸引力在接线简单。只需一只钳形传感器套在接地引下线上,不动电压互感器二次回路,也适合做成在线监测。

三次谐波法的短板同样明确。三次谐波电流本身很小,准确采集有困难。更根本的一点是,三次谐波反映的是电阻片伏安特性的非线性程度,能反映阀片劣化,反映不了受潮。受潮是避雷器故障里占比很高的一类,这个方法对它不敏感。

还有一层麻烦。系统电压里原本含有三次谐波,母线三次谐波比重大的场合,电流里的三次谐波并不全部来自电阻片。此时要先对系统的三次谐波做补偿,剩下的才是电阻片贡献的那一部分。这个补偿本身又需要有电压信息,于是绕了一圈又回到参考电压上。

七、校准规范把三次谐波当干扰考核

三次谐波在标准里的定位,可以从校准规范上找到旁证。DL/T 1694.5-2017 是高压测试仪器及设备校准规范中管氧化锌避雷器阻性电流测试仪的那一册,2017 年 3 月 28 日发布、同年 8 月 1 日实施,适用于数字式阻性电流测试仪同避雷器泄漏电流测试仪的校准。

DL/T 1694.5-2017 的 7.3.2.1 条在做全电流示值误差时,要求按表 3 的推荐值设定标准装置输出,试验点取满量程的百分之十、二十、五十、八十、一百,并且明确要在施加标准信号的同时施加三次谐波干扰电流,干扰电流的设定值为全电流满量程的百分之五。

把三次谐波列为考核用的干扰量,含义很直接:仪器必须在不低于满量程百分之五的三次谐波干扰下仍然满足误差限。之所以要对干扰单设考核,正说明三次谐波在测量里是被当成污染来对待的。

把干扰量换算成看得懂的数。全电流满量程若为 10 毫安,百分之五即 0.500 毫安。若取满量程 50 毫安,干扰量则达 2.500 毫安。以典型阻性电流读数 0.200 毫安作参照,前者是它的 2.50 倍,后者是 12.50 倍。干扰量比被提取的目标量本身还大一个数量级,这正是靠三次谐波反推阻性电流必须极其谨慎的原因。

需要说清楚的是,这一条考的是仪器的抗干扰能力,不是说标准规定了三次谐波法的限值。两者不能混为一谈。

八、感应板取参考的代价

取不到电压互感器二次信号时,现场常改用感应板。一块金属板放在避雷器底座附近,感应周围的工频电场,仪器拿它当电压相位基准。

感应板法的好处是不动二次回路,作业风险低。代价是它对安装位置敏感。感应板测到的是空间里的合成电场,附近带电体的分布、板与避雷器的相对位置、板面的朝向都会改变感应信号的相位。同一只避雷器,感应板挪一个位置,阻性电流读数可以明显不同。

分散性大、重复性不强,是这个方法在现场的真实处境。有文献把这一点写得很明白:感应板法易受相间干扰,实际测量结果对安装位置比较敏感,需要多次调整放置位置,测试结果的分散性较大。

改用感应板时,正确做法是把位置固定下来,记进原始记录,以后每次复测都照同一个位置摆。这样横向可比性虽然算不上严丝合缝,纵向趋势仍然可用。位置的复现性,在这里比信号的幅值更要紧。

九、相间干扰怎么改写读数

一字排列的三相避雷器,中间的 B 相通过杂散电容对 A 相同 C 相的泄漏电流施加影响。结果是 A 相的 φ 减小、阻性电流读数增大,C 相的 φ 增大、阻性电流读数减小,甚至可以减到负值。行业里把这个现象叫相间干扰,偏移角度一般在 2 度到 4 度。

把偏移角度代进第五章那个表,后果随之量化。以 87 度为无干扰时的本征值,A 相受 2 度干扰后 φ 变 85 度,阻性电流读数变成原来的 1.6653 倍,涨 66.53 个百分点。受 4 度干扰后 φ 变 83 度,变成 2.3286 倍,涨 132.86 个百分点。C 相反向走,2 度时降到原来的 0.3335 倍,4 度时 cos 值变负,读数直接翻到负值一侧。

66.53 同 132.86 这两个倍数,要同判据放在一起看才有意义。DL/T 596-2021 表 51 的判据里,阻性电流增加百分之五十要缩短监测周期,增加一倍要停电检查。而相间干扰本身便能带来 66.53 个百分点到 132.86 个百分点的偏差。

干扰的量级同判据的门槛处在同一量级。这句话是理解带电测阻性分量的钥匙:不做干扰处理,或者处理不当,读数可以凭空越过两级门槛中的任何一级。规程在说明栏里专门写上注意相间干扰的影响,理由正在此处。

十、自动补偿角为什么可能掩盖问题

仪器厂商给出的应对办法是自动补偿。假设 A 相电流同 C 相电流在无干扰时相位相差 120 度,假设 B 相对 A、C 两相的干扰是相同的,那么测出 C 相电流超前 A 相电流的角度 φca 之后,取补偿角 Δφ 等于 φca 减 120 度再除以 2,A 相加 Δφ,C 相减 Δφ,B 相不补偿。

算法的假定有两条。一条是三相本征相位严格相差 120 度,另一条是 B 相对两侧的干扰对称。现场这两条都只能近似成立,避雷器相间距离不等、附近有其他带电体时,对称性会被打破。

更要紧的是算法本身的性质。把 A 相加一个量、C 相减同一个量,实质上是对 A、C 两相的阻性电流取了一次平均。平均值会把一相的异常摊薄到两相身上,于是真正有问题的那一相读数看起来没有那么突兀,同时正常的那一相读数被抬了上去。

只看补偿后的数是不够的。补偿后的数同未补偿的原始数要一起进记录,一起看趋势,两组数的走向若不一致,恰恰提示干扰的格局发生了变化。补偿角置零时的原始读数保留了相间干扰的全部影响,它虽然不真,却足够稳定。补偿后的读数更接近真值,却可能把真问题抹平。两者对照着看,比单看任何一个都可靠。

十一、温度换算只值几个百分点

阻性分量随温度变化,比较两次测量值时要把温度的影响扣掉。DL/T 474.5-2018 的 6.4 条给出了换算口径:对不同温度下测量的避雷器泄漏电流进行比较时,需要将它们换算到同一温度,经验表明温度每升高 10 摄氏度,电流增大百分之三到百分之五,可参照换算。

按这个口径,温差 20 摄氏度时换算系数为 1.0609(取每 10 度增百分之三)或 1.1025(取百分之五)。温差 30 摄氏度时为 1.0927 或 1.1576。

举一个算例。某相避雷器投运初值在 15 摄氏度下测得阻性电流 200 微安,本次在 35 摄氏度下测得 240 微安。不换算时表观增幅为 20.00 个百分点。按每 10 度增百分之三折算到 15 摄氏度,本次值为 226.22 微安,相对初值增 13.11 个百分点。按每 10 度增百分之五折算,本次值为 217.69 微安,相对初值增 8.84 个百分点。

三种算法给出 20.00、13.11、8.84 三个数,差别不小,但都远在判据的百分之五十门槛之下。这个对比能说明温度换算在判读里的真实位置:它是必须做的修正,却不是误差的主要来源。真正能动摇结论的,是相间干扰同参考电压的相位误差。把温度换算当成头等工作,把干扰处理当成可选项,是现场常见的资源错配。

十二、典型读数落在量程的百分之几

DL/T 987-2017 给阻性电流测试仪定的测量范围是:参考电压 20 伏到 100 伏,全电流 0.1 毫安到 50 毫安,阻性电流 0.01 毫安到 10 毫安,容性电流 0.1 毫安到 50 毫安,相位角 0 度到 90 度。

典型读数落在这段量程的什么位置,可以算出来。全电流 1.0 毫安,在 0.1 到 50 毫安的量程里处在 1.80 个百分点处。阻性电流 0.20 毫安,在 0.01 到 10 毫安的量程里处在 1.90 个百分点处。

两个典型值都贴着量程的脚跟。这不是量程设计得过宽,而是被测量的动态范围原本很大:一台仪器要兼顾不同电压等级、不同节数的避雷器,又要在受潮后电流涨到几毫安甚至几十毫安时还不至于打表。

代价是常规测量工作在量程的低端。低端的相对误差通常大于中段,这是分辨力同误差限共同作用的结果。选仪器时把注意力放在低端性能上,比看满量程参数有用。DL/T 1694.5-2017 的校准项目里专门列了示值分辨力这一项,也说明分辨力在计量上是要单独考核的。

十三、接入测量回路会不会改变被测对象

测量回路本身会不会扰动被测对象,是带电测量躲不开的一问。DL/T 987-2017 用输入阻抗把这件事管住了:参考电压测量端输入阻抗应不小于 200 千欧,电流测量端输入阻抗应不大于 10 欧。

先看电压端。电压互感器二次额定 100 伏,接到 200 千欧的输入阻抗上,取流 0.500 毫安,功耗 50.00 毫瓦。这个负担对电压互感器二次侧可以忽略,也不会让二次回路出现危险的工况。

再看电流端。电流测量端串在接地回路里,输入阻抗不大于 10 欧。全电流 1.0 毫安时,串入的压降只有 10.0 毫伏。以 110 千伏系统为例,运行相电压为 63.51 千伏,10 毫伏占其中的 0.16 个百万分之一。

换句话说,测量回路的接入不改变避雷器两端的工作电压,也不改变它的接地点位。被测对象在被测量的时候,仍然处在它本来的运行状态里。这是带电测量能够成立的前提,也是这两条输入阻抗指标存在的理由。

十四、停电测同带电测不是一回事

同一个阻性电流量,停电测同带电测施加的电压并不相同,读数因此不能直接互比。DL/T 474.5-2018 的 8.2 条把两种条件的电压写得很清楚。

在试验室条件下,或者在变电站现场的某些停电情况下,应对避雷器施加持续运行电压。该电压一般为避雷器额定电压的 0.76 倍到 0.80 倍,具体数值见 GB/T 11032-2020。现场运行状态下的监督测量,施加的是工频运行相电压。

两者不相等,也不能折算。持续运行电压是长期允许施加的工频电压,运行相电压是当时母线实际给出的相电压,后者随系统运行方式波动。DL/T 474.5-2018 在 9.1 条里点明了这一层:由于运行电压往往有波动,不容易定出一个统一的标准来判断是否严重受潮。

9.1 条同时给出了应对办法。既然这个量值难定,便换比较的路子:可对以往的记录同三相进行互相比较,如果泄漏电流有明显差异,则必须进行处理。判据的形态由此确定,是比,不是限。

8.2 条还写了两条操作要求。一条是交接同现场投运之初必须测量全电流、阻性分量同容性分量,并以此值作为初始值存入运行初始档案,没有初值的判读无从谈起。另一条是测量应使用专门的金属氧化物避雷器阻性电流测试仪,用普通钳形表去读全电流替代不了这件事。

十五、判据是两条比较线

运行电压下阻性电流的判据,写在 DL/T 596-2021 这份电力设备预防性试验规程的表 51 里,序号 3,项目名是运行电压下阻性电流测量。

周期栏分三档:330 千伏及以上为 6 个月,安排在雷雨季前,220 千伏及以下为 1 年,必要时。判据栏的原文是:初值差不明显。当阻性电流增加百分之五十时,应适当缩短监测周期,增加一倍时则应停电检查。

方法同说明栏给了两条。一条是宜采用带电测量方法,注意瓷套表面状态、相间干扰的影响。另一条是应记录测量时的环境温度、相对湿度和运行电压。

周期、判据、说明这三栏要连起来读。判据的两级门槛都以初值为基准,说明初值不是参考资料而是判据的一部分。方法栏要求用带电测量,说明规程把带电测量放在优先位置。说明栏要求记录三个环境量,是因为这三个量都会进到读数里,不记录便等于放弃修正的可能。

注意判据的形态。规程没有给出阻性电流的合格限值,给的是相对变化的两级门槛。这个设计同第十四章的算术是一致的:固定的限值在相间干扰同电压波动的共同作用下没有意义,相对变化却能把干扰的大部分抵消掉。

十六、GIS 用避雷器的表 52

气体绝缘金属封闭开关设备里的避雷器,试验项目另有一张表。DL/T 596-2021 表 52 管的是 GIS 用金属氧化物避雷器,序号 3 的项目名称写成全电流或阻性电流测量,判据同表 51 一致:初值差不明显,增加百分之五十缩短监测周期,增加一倍停电检查。

说明栏同样要求采用带电测量方法,注意瓷套表面状态同相间干扰的影响,同样要求记录环境温度、相对湿度同运行电压。周期栏也是 330 千伏及以上 6 个月、220 千伏及以下 1 年、必要时。

项目名称把全电流同阻性电流并列,是有道理的。GIS 里的避雷器封闭在金属壳体内,瓷套表面状态这一条无从谈起,相间干扰的格局也同敞开式布置不同,全电流这个量的可用性相对好一些。

表 52 里另有两条值得留意。序号 1 是六氟化硫气体检测,指向该规程里管气体的那张表。序号 4 是避雷器运行中的密封检查,随 GIS 检修进行,判据参照该规程里开关设备部分的密封条款。GIS 用避雷器的状态判断因此是气体、密封、电气三条线并行,单看阻性电流不够。

十七、阻性电流可疑之后的下一步

阻性电流出现异常,下一步该做什么,规程给的路径是明确的。DL/T 474.5-2018 的 8.1 条说:当发现阻性电流有可疑迹象时,应测量工频参考电压,它能进一步判断该避雷器是否适于继续使用。

为什么要换一个量来判断。因为阻性电流这个量在带电条件下先天测不准,相间耦合的存在让任何一次读数都带着系统误差。工频参考电压是另一个角度:它表明电阻片伏安特性曲线饱和点的位置,参考电压的变化能直接反映避雷器的老化、劣化程度。

判据写在同条里。判断标准是与初始值同历次测量值比较,当有明显降低时应对避雷器加强监视。110 千伏及以上的避雷器,参考电压降低超过百分之十时,应查明原因。

百分之十这个门槛,同阻性电流的百分之五十、一倍并列。三个数都是相对量,都以初值为基准。三个数分别挂在三个不同的量上,构成一条分级路径:阻性电流先报警,参考电压再确认,直流侧的两条线收尾定性。

表 1 里把工频参考电压标注为必要时进行,正说明它在这个路径里的位置是确认项,不是普查项。

十八、直流侧的两条线

带电测完、参考电压测过,定性终究要落到停电后的直流试验上。DL/T 474.5-2018 的 6.3 条给了两条线。

6.3.1 是直流参考电压值及变化率。直流参考电压值应符合 GB/T 11032-2020 中的规定,并且与初始值或出厂值相比较,变化率应不大于正负百分之五。

6.3.2 是泄漏电流的限值。测量 0.75 倍直流参考电压下的泄漏电流值,与初始值或制造厂给定值比较,且泄漏电流值应不大于 50 微安。对于多柱并联和额定电压 216 千伏以上的避雷器,泄漏电流值应不大于制造厂标准的规定值。

6.3.4 把两条线的组合后果写死了。两项指标中有一项超过要求时应查明原因。两项指标同时超过要求时,应立刻退出运行。

注意 50 微安这个数的性质。它是直流试验下的限值,是停电试验的判据,同带电测到的阻性电流不是同一个量,不能拿来比较,更不能拿它去套带电测量的读数。现场把这两个数混着用的情况并不少见,混用的结果通常是误判。

DL/T 596-2021 表 51 序号 6 里,同一项目的判据写成:不低于 GB/T 11032 规定值,直流参考电压实测值与初值或产品技术文件要求值比较,变化不应大于正负百分之五,0.75 倍直流参考电压下的泄漏电流初值差不大于百分之三十或 50 微安,后者标注为注意值。两份文件在变化率上口径一致,在泄漏电流上,预防性试验规程多给了一个初值差百分之三十的相对口径。

十九、监测装置读数同红外测温的配合

带电检测的两个常用手段,一个读电流,一个看温度,两者的分工并不重合。

DL/T 474.5-2018 的 9.1 条给了电流侧的做法:在避雷器监测装置两端并接低内阻的交流电流表,用同一电流量程测量,同时记录母线电压。条文还给了量级参照:正常情况下通过避雷器的持续电流很小,一旦内部受潮,流过微安表的电流可增加到几毫安甚至几十毫安。

9.2 条给了温度侧的做法。红外热成像的原理是通过传感器感应避雷器表面的温度变化,通过对避雷器的纵向同横向的温差或温升比较进行运行质量判断。条文同时提醒,避雷器劣化引起的表面温度场变化比较细微,需要仔细分析热像图并做纵向、横向比较。

两条结合起来的价值,条文也写了:在同全电流检测相结合时,可以对故障相或故障节的故障性质做出初步判断。红外测温具体方法参照 DL/T 664。

DL/T 596-2021 表 51 把红外测温列为序号 1,周期比阻性电流测量更密:330 千伏以上 1 个月,220 千伏 3 个月,220 千伏以下 6 个月,必要时。判据是红外热像图显示无异常温升、温差同相对温差,符合 DL/T 664 要求。

两项的周期不同、判据不同、看的东西也不同。电流侧看的是内部的电气状态,温度侧看的是表面的热表现,前者能发现早期劣化,后者对受潮后的发热敏感。把它们当成互相印证的两个视角,比当成互相替代的两个方法更接近规程的本意。

二十、常见误传的订正

头一类误传,是把阻性电流当成可以直接读出的量。它不能直接读,只能从全电流里扣。任何声称不需要参考电压便能准确给出阻性电流的说法,都要追问一句相位基准从哪来。

第二类误传,是把判据当成限值。规程给的是相对变化的两级门槛,不是一个合格与否的分界数。拿某本手册上的固定数值去卡现场读数,往往会卡错,因为这个数值里装着相间干扰、温度、运行电压三重影响。

第三类误传,是以为自动补偿角开到合适位置,读数便准了。补偿算法建立在对称性假定上,并且对 A、C 两相做了平均,可能把单相的异常摊薄。补偿后的数要看,补偿前的原始数也要看。

第四类误传,是把三次谐波法当成同投影法并列的主流方法。三次谐波反映的是电阻片的非线性,反映不了受潮,系统三次谐波比重大时还要先做补偿。校准规范把三次谐波列为考核用的干扰量,这个定位已经说明了它在测量里的身份。

第五类误传,是把 50 微安这个直流限值套到带电测量上。两者是不同条件下的不同量,不能互套。

第六类误传,是认为阻性电流合格便可以不管别的。DL/T 474.5-2018 表 1 里,避雷器试验项目是一组,绝缘电阻、直流参考电压、工频参考电压、红外热成像、监测装置动作试验各有各的位置。阻性电流是其中之一,不是全部。

二十一、问答

问:带电测阻性分量的操作里,哪一步处在关键位置。

答:取参考电压。从同相电压互感器二次侧取,是接近真实相位的做法,感应板是退而求其次的选择。无论走哪条路,都要把取法同位置固定下来记进记录,否则历次数据不可比。

问:为什么两次测量差很多,设备却没坏。

答:先看相位角的变化,再看阻性电流。φ 挪两度,阻性电流读数便能差出 66.53 个百分点。差的大头常常来自角度误差,包括相间干扰同感应板位置的变动。

问:相间干扰能消掉吗。

答:消不掉,只能补偿。补偿建立在对称假定上,且会把 A、C 两相做平均。可行做法是补偿前后两组数都记,看趋势,并把补偿角写进记录。

问:全电流涨了,能不能直接判断避雷器坏了。

答:不能,反过来才成立。阻性分量涨一倍,全电流只涨 1.490 个百分点。全电流明显上涨时,阻性分量往往已经变到原来的好几倍。全电流适合当触发器。

问:温度换算要不要做。

答:要做,DL/T 474.5-2018 的 6.4 条给了口径,每 10 摄氏度对应百分之三到百分之五。但它是小修正,20 摄氏度温差的修正量在百分之六到百分之十之间,远小于判据门槛,不能指望靠它把结论扳过来。

问:阻性电流增加了多少需要停电。

答:DL/T 596-2021 表 51 的判据是相对初值。增加百分之五十缩短监测周期,增加一倍停电检查。GIS 用避雷器的表 52 判据一致。

问:阻性电流可疑,下一步做什么。

答:测工频参考电压。110 千伏及以上者,参考电压降低超过百分之十应查明原因。这条写在 DL/T 474.5-2018 的 8.1 条。

问:0.75 倍直流参考电压下的泄漏电流限值是多少。

答:DL/T 474.5-2018 的 6.3.2 条定为不大于 50 微安,多柱并联同额定电压 216 千伏以上者按制造厂标准。它是停电直流试验的判据,不能用来套带电测量的读数。

问:仪器要选什么样的。

答:DL/T 987-2017 管阻性电流测试仪的技术要求,测量范围、输入阻抗、参比条件都有规定。DL/T 1694.5-2017 管它的校准,校准项目含输入阻抗、全电流、参比电压、阻性电流、示值分辨力同变压比系数。选仪器时把注意力放在量程低端性能上,典型读数通常只落在量程的百分之二附近。

问:初值没有存怎么办。

答:补。DL/T 474.5-2018 的 8.2 条要求交接同投运之初测量并以此值作为初始值存入运行初始档案。没有初值,相对判据便失去基准,只能退到三相横比同趋势分析,判读能力被大幅削弱。

二十二、收束

带电测阻性分量这件事,从头到尾是一条链。全电流在接地引下线上取得,参考电压提供相位基准,投影运算把阻性分量从合量里分离出来,相间干扰同温度各自贡献一部分偏差,末了拿这个带偏差的数去同初值比。

链上每一环都能算,DL/T 474.5-2018 同 DL/T 596-2021 把该记的量都点明了。阻性分量占全电流的比例,按上面的投影式可以算出来:φ 从 87 度走到 80 度,占比从 5.234 个百分点升到 17.365 个百分点,这段区间正是现场读数的常态落点。角度误差的放大倍数一样可算,φ 挪两度,读数便差出 66.53 个百分点,这个数同判据的门槛贴得如此之近,以致干扰处理从可选项变成了必做项。全电流迟钝到什么程度也能算,阻性分量翻倍,它只涨 1.490 个百分点。温度换算值同样可算,20 摄氏度温差对应百分之六到百分之十。

算完之后,判据的设计逻辑也清楚了。规程不给限值而给相对门槛,不给固定数值而要求记录环境量,原因是这些量本来处在同一个数量级上互相纠缠。DL/T 474.5-2018 的 8.1 条承认带电条件下阻性电流不易测准,DL/T 596-2021 的表 51 用两级相对门槛给出动作线,两份文件在这一点上是同一个思路。

把能算的算清楚,把不能消的干扰记下来,把历次数据放在同一条件下比,这三件事做到,带电测阻性分量才真正有用。

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