氧化锌避雷器测试仪工作原理是什么

班里新来的大学生问，仪器又不加高压，凭什么知道避雷器老化了。这个问题问到了点子上。氧化锌避雷器测试仪本身不输出任何高电压，它只听——听泄漏电流里那一点点有功分量，靠的就是三次谐波法和容性电流补偿这两条路。两条路各有各的适用场合，也各有各的软肋。

氧化锌避雷器测试仪

阀片本身是个非线性电阻

1. 伏安特性：氧化锌阀片在正常运行电压下呈高阻状态，阻性电流只有几百微安；电压升到拐点以后，阻性分量迅速上翘，这个拐点对应的就是直流参考电压，也是交接验收必测的那一项。

2. 老化表现：阀片老化或受潮以后，伏安特性曲线整体上移，同样电压下的阻性分量成倍增加，功耗跟着涨，发展下去就是热崩溃，严重时还会引发爆炸，绝不是小事。

全电流里藏着三样东西

1. 分解关系：泄漏电流可以看成阻性分量、容性分量和少量谐波的叠加，阻性占全电流的百分之十到二十，容性才是大头，两者相位差接近90度，所以全电流几乎就等于容性电流。

2. 判断难点：容性分量受杂散电容、瓷套污秽影响很大，它涨了不代表阀片坏了。把阻性那部分单独剥出来，才是这类仪器的核心活，也是它区别于普通钳形表的根本。

三次谐波法走的是哪条路

1. 谐波来源：阀片的非线性让阻性电流波形发生畸变，产生三次、五次、七次谐波，其中三次分量最显著，而且与阻性电流基波之间有比较稳定的比例关系，这正是推算阻性分量的依据。

2. 用它的好处：不需要取电压基准信号，只测泄漏电流就能推算阻性分量，现场接线最简单，没PT可取的场合照样能出数，省掉拉长线的麻烦，电缆沟里放线本来就是件苦差事。

容性电流补偿法怎么算

1. 投影分解：取到电压基波和电流基波，测出两者相角差，阻性电流基波峰值等于电流基波峰值乘以相角差的余弦值，正交分量就是容性电流基波峰值。

2. 补偿什么：一字排列的三相避雷器，中间相通过杂散电容影响两边，造成边相相角差偏移、阻性电流虚高，补偿算法就是把这部分偏移量扣掉。

电压基准从哪来

1. PT二次：最常见的取法是从PT二次侧取三相电压，输入范围25伏到250伏有效值，通道输入电阻不小于1800千欧，对二次回路几乎没影响。

2. 无线传输：PT距离远时改用电压发送机，把采到的信号发回主机，传输距离四百米以上、可扩到两千米，省掉横穿电缆沟放长线的麻烦和危险。

无电压方式的推算边界

1. 默认相角：无PT方式下仪器按软件设定的相角差推算，常见默认设定是中间相全电流超前该相电压83.5度，属于统计出来的经验值。

2. 使用限制：推算结果受系统电压波动和现场干扰影响大，只适合做横向比较和初步判断，真要下结论必须接上真实电压基准重测一遍，这一点在新手手里最容易出错。

两种方法各自的适用边界

1. 谐波法边界：三次谐波含量本身很小，电流档位选大了读数不稳；系统电压里本身含谐波时结果会偏，站里有整流负荷的场合要慎用。

2. 补偿法边界：自动补偿以中间相对两边干扰对称为前提，现场布置不对称时越补越偏，比如一侧靠着母线、一侧空旷。老到的做法是关掉补偿看原始数据，用历史趋势说话，趋势图比单次判据更有说服力。

常见问答

问：三次谐波法和补偿法能不能同时用？

答：多数仪器两种都带，可以切换着用。现场有PT可取就用补偿法，取不到再退到谐波法。同一组避雷器历年固定用同一种方法、同一个档位，数据才有可比性，换了方法要在备注里写明，最好在报告页脚注明本次采用的原理。

问：为什么提倡关掉自动补偿？

答：自动补偿的前提是三相干扰对称，现场的母线走向、邻近带电设备都可能打破这个对称。补偿后数据看着漂亮，真实趋势反而被抹平，做纵向对比时建议直接看原始值，两组都存档最保险，补偿前后的差值本身也是一项有用信息。

问：仪器不加高压，怎么判断避雷器绝缘受潮？

答：它测的是运行电压下避雷器自己流出的泄漏电流。受潮后阻性分量和基波分量增长明显、功耗上升，这些都能从泄漏电流里读出来，完全不需要仪器另外施加高压，这也是带电测试能普及的原因，不必为了测一组避雷器专门去申请停电。