1、運行中氧化鋅避雷器存在的問題
1.1由于氧化鋅避雷器取消了串聯(lián)間隙，在電網(wǎng)運行電壓的作用下，其本體要流通電流，電流中的有功分量將使氧化鋅閥片發(fā)熱，繼而引起伏安特性的變化。這是一個正反饋過程。長期作用的結(jié)果將導(dǎo)致氧化鋅閥片老化，直至出現(xiàn)熱擊穿。
1.2氧化鋅避雷器受到?jīng)_擊電壓的作用，氧化鋅閥片也會在沖擊電壓能量的作用下發(fā)生老化。
1.3氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮或絕緣支架絕緣性能不良，會使工頻電流，尤其是阻性電流分量增加，功耗加劇，嚴重時可導(dǎo)致內(nèi)部放電。
1.4氧化鋅避雷器受到雨、雪、凌露及灰塵的污染，會由于氧化鋅避雷器內(nèi)外電位分布不同而使內(nèi)部氧化鋅閥片與外部瓷套之間產(chǎn)生較大電位差，導(dǎo)致徑向放電現(xiàn)象發(fā)生，進而損壞整支避雷器。
2、氧化鋅避雷器阻性、容性分量測試及分析的意義
    當氧化鋅避雷器處于合適的荷電率狀況下時，阻性泄漏電流僅占總電流的10%～20%，因此，僅僅以觀察總電流的變化情況來確定氧化鋅避雷器阻性電流的變化情況是困難的，只有將阻性泄漏電流從總電流中分離出來，才能清楚地了解它的變化情況。判斷氧化鋅避雷器是否發(fā)生老化或受潮，通常以觀察正常運行電壓下流過氧化鋅避雷器阻性電流的變化，即觀察阻性泄漏電流是否增大作為判斷依據(jù)。已有研究指出：
2.1氧化鋅避雷器污穢嚴重或受潮時，阻性電流的基波成分增長較大，諧波的含量增長不明顯。
2.2 氧化鋅閥片老化時，阻性電流諧波的含量增長較大，基波成分增長不明顯。
2.3僅當避雷器發(fā)生均勻劣化時，底部容性電流不發(fā)生變化。發(fā)生不均勻劣化時，底部容性電流增加。避雷器有一半發(fā)生劣化時，底部容性電流增加最多。對220kV及500kV，避雷器分段，不均勻劣化的情況更多。
2.4相間干擾對測試結(jié)果有影響，但不影響測試結(jié)果的有效性。采用歷史數(shù)據(jù)的縱向比較法，能較好地反映氧化鋅避雷器運行情況。所以，通過對氧化鋅避雷器泄漏電流的全電流和對應(yīng)的母線PT電壓進行采集，分析泄漏電流的阻性電流分量、容性電流分量，阻性電流分量的諧波含量可以全面反映氧化鋅避雷器的運行情況，為判斷其絕緣狀態(tài)提供可靠有效的判據(jù)。
3、氧化鋅避雷器阻性、容性分量測試及分析的基本原理
    用精密的小電流隔離傳感器采集避雷器泄漏電流信號，用高阻隔離的精密電壓傳感器對應(yīng)相的PT二次側(cè)電壓信號，以電壓信號為相位基準，利用快速傅立葉變換，分離出避雷器泄漏電流全電流的阻性分量和容性分量，并對阻性電流做諧波分析，求取其3、5、7次諧波含量。測試過程中，電流信號和電壓信號應(yīng)同時測量。如果三相電流和電壓同時采集，相間干擾的影響被同時測量，由于現(xiàn)場的干擾相對穩(wěn)定（與現(xiàn)場布置相關(guān)），更有利于信號的分析。
4、現(xiàn)場氧化鋅避雷器測試存在的問題及解決的方法
    氧化鋅避雷器現(xiàn)場測試的主要問題在于現(xiàn)場的相間干擾分析和電壓基準信號的獲取。
4.1 現(xiàn)場的相間干擾
    氧化鋅避雷器的相間干擾主要與變電站的間隔布置相關(guān)，也與母線的布置有較強的關(guān)聯(lián)，同時受到環(huán)境、系統(tǒng)運行情況的影響，要采用固定的邊界條件的算法去準確分析相間干擾幾乎是不可能的。由于相間干擾相對穩(wěn)定，我們認為采用三相電流、電壓信號同時采集的方法，觀察三相數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系，可以排除相間干擾對數(shù)據(jù)分析的影響。一般地，A、B、C三相電流電壓的相位角一般為79、83、87左右，接近等差分布序列，三相的阻性電流基本遵循Ia>Ib>Ic，這是一個統(tǒng)計的結(jié)果，隨著布置的不同，具體的相位差值可能不一定完全滿足等差序列的分布，但是應(yīng)當在等差序列附近，而且，多次重復(fù)測試時，波動很小，一般小于0.5度。
    總的來說，由于相間干擾的存在，相角處于80度以上（微小的角度漂移將導(dǎo)致計算的阻性電流值有很大變化），我們認為氧化鋅避雷器的電流電壓相位差值更能反映避雷器的受潮及老化情況（全電流變化不大），實際應(yīng)用中，根據(jù)相位差變化和阻性電流變化的歷史趨勢進行分析判斷更有效。
4.2 電壓基準信號的獲取
    要精確測量避雷器的阻性電流分量，必須從對應(yīng)的PT二次側(cè)采集現(xiàn)場電壓基準信號，早期的測試儀器中，將從PT二次側(cè)引出的電壓信號線直接連接到放置在避雷器下端的儀器電壓信號輸入端，由于現(xiàn)場距離較遠，儀器的移動（引線拖動）和人員的走動，以及其他的不可控制因素，極易導(dǎo)致PT二次側(cè)短路，引發(fā)嚴重的安全事故。甚至在某些場合不能獲取PT二次信號，導(dǎo)致測試不能進行。我們采取三種測試方式來解決這一問題。
4.2.1 安全、高效地獲取電壓基準信號
    現(xiàn)場測試時，將測試儀主機（電流測量）放置在待測的一組避雷器下端，連接電流測試線，將電壓測試單元放置在PT端子箱旁，連接電壓測試引線，電壓測試單元與電流測試單元通過無線或者有線的方式進行采集的同步，電壓數(shù)據(jù)（相位基準和有效值）通過無線或者有線方式傳輸?shù)綔y試儀主機進行數(shù)據(jù)分析，求取各個參數(shù)。電壓單元放置在PT端子箱旁，不再移動，PT二次側(cè)的引線也不再移動，即使引線，也是使用電壓測試單元的數(shù)字信號引線，與PT二次側(cè)完全隔離，大大提高了測試的安全性。
    電壓單元，測試儀主機，無線發(fā)射和接受單元全部內(nèi)置高能鋰離子電池，可不接現(xiàn)場的220V交流電源，接線簡化。一個母線場電壓單元只需接一次線，而且測試儀主機可以更加方便的移動到任一組同一母線場的避雷器下端，大大提高測試效率。
4.2.2 不接PT二次側(cè)的電壓基準信號
    在某些特定場合無法獲取PT二次側(cè)的電壓基準信號（系統(tǒng)安全性要求），或者在試驗任務(wù)繁重，監(jiān)測工作量大時，不需接入電壓基準信號作為相位參考時，我們提供“無電壓”測量方式。以理論分析為基礎(chǔ)（A和C相對B相的相間干擾矢量和接近為零，三相的電流電壓相位差值按相對固定的規(guī)律分布），通過大量的現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，良好的避雷器組中，B相的泄漏電流和B相系統(tǒng)電壓的相位差值一般在83～84度之間，這一規(guī)律是“無電壓”方式測量的理論前提。
    “無電壓”方式測量時，儀器只測量避雷器的三相泄漏電流（必須同時測量），輸入B相電流和電壓的相位差值（默認為83.5度，輸入到儀器中的B相參考相位差值如果是現(xiàn)場實測的統(tǒng)計值，測試結(jié)果更準確），根據(jù)實測的B相的電流相位推算得到B相的電壓相位，根據(jù)系統(tǒng)三相電壓差120度的規(guī)律，計算出A和C相電壓的相位，從而計算出A和C相的電流電壓相位差值，然后求取相應(yīng)的一系列參量。對同一母線場的避雷器，每次測量輸入的B相參考相位差值保持一致，那么測試結(jié)果的歷史趨勢對比可以很好的反應(yīng)避雷器的絕緣狀況的變化，建議的數(shù)據(jù)結(jié)果的判斷方法是：如果A、C兩相數(shù)據(jù)均不正常，我們就初步判斷B相存在問題（基準錯誤），如果A、C某一相數(shù)據(jù)異常，那就是數(shù)據(jù)異常的某相存在問題。
    如果發(fā)現(xiàn)某一組避雷器的數(shù)據(jù)異常，最后的精確判斷需要接入電壓信號或者退出運行用直流參數(shù)測量進行確診。
5、測試結(jié)果分析的參考意見
5.1 氧化鋅避雷器測試結(jié)果的分析以歷史數(shù)據(jù)縱向變化趨勢為依據(jù)，不刻意追求測試值的絕對大小。
5.2 氧化鋅避雷器的阻性電流值在正常情況下約占全電流的10～20%。如果測試值在此范圍內(nèi)，一般可判別此氧化鋅避雷器運行良好。
5.3 氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的25～40%時，可增加檢測頻度。密切關(guān)注其變化趨勢、并做數(shù)據(jù)分析判斷。
5.4 氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的40%以上時，可以考慮退出運行，進一步分析故障原因。
5.5 如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長，其中，基波的增長幅度較大，諧波的增長不明顯。此種情況一般可確定為氧化鋅避雷器污穢嚴重或內(nèi)部受潮。
5.6 如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長，其中諧波的增長幅度較大，基波的增長不明顯。此種情況一般可確定為氧化鋅避雷器老化。
    以上判據(jù)僅供參考，國家標準沒有明確規(guī)定各種判斷標準。某些省電力試驗研究院做了一些較具體的規(guī)定，廣大用戶可參考當?shù)仉娏υ囼灇w口部門的相關(guān)技術(shù)說明和規(guī)定。
    信息來源：www.hufengsk.com 信息整理：拓普電氣生技部