電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠

近日，國網湖南益陽供電公司110千伏瞎公塘輸變電工程建成投運，進一步完善了益陽沅江市供電網架結構，滿足了當地中聯重科股份有限公司等重要客戶日益增長的用電需求。該工程新建的110千伏竹蓮變電站是國家電網有限公司110千伏全預制艙式變電站試點工程，也是湖南省首座全預制艙式變電站。

據悉，全預制艙式變電站是一種新型的變電站建設形式，特點是將變電站二次設備、通信設備、開關柜等在工廠預制，再運輸至現場直接吊裝、調試。與建設常規站相比，全預制艙式變電站施工周期短、占地少。

該變電站由6個預制艙組成，設備集成在預制艙內，通過工廠化聯調實現單體設備與預制艙設備聯調，大幅減少現場調試工作量；采用二次回路智能標簽系統，通過現場掃描及無線射頻識別技術展示光纜中傳輸的虛端子信息，實現全站二次回路三維全景可視化，提升檢修作業效率。

1 概述（LYYB5000電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠）

氧化鋅避雷器綜合測試儀用于檢測氧化鋅避雷器（MOA）的各相電氣性能。該儀器適用于各個電壓等級的氧化鋅避雷器的現場帶電檢測以及停電狀態下試驗室做的出廠和驗收試驗。通過測量全電流及阻性電流等參數，可以及時發現氧化鋅避雷器內部絕緣受潮和閥片老化等危險缺陷。

2 功能及特點（LYYB5000電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠）

2.1  儀器小型化、手持式設計，體積小、重量輕便于攜帶和操作。

2.2  采用帶有DSP浮點處理單元的高性能、低功耗ARM處理器，運算速度更快、運算精度更高、處理數據量更大；從而可以保證測試數據計算的準確性和穩定性。

2.3  高精度采樣濾波電路及數字濾波技術，可濾除現場干擾信號。

2.4  采用浮點快速傅里葉算法，從而實現對基波、諧波電壓、電流信號的高精度分析。

2.5  采用工業級5.6寸640×480點陣高亮度彩色液晶屏，顯示清晰，人機界面友好；對于一些重要的操作及參數設置，顯示其提示信息和幫助說明；屏幕頂部狀態欄可顯示各個外設工作狀態及測試狀態信息。

2.6  可同時測量三相氧化鋅避雷器的電氣參數，并可自動補償相間干擾；也可單相測量，支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓；當被測相與參考電壓相別不d同時，可自動計算補償角度。

2.7  提供有線、無線測試方式，無線測試方式操作更加簡便、靈活；可大大降低現場測試人員工作強度。

2.8  特有的感應板替代PT二次電壓測量技術，使測量更**快捷。

2.9  電壓采集器集成本地顯示（128×64點陣OLED液晶屏）及相序檢測功能，可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統頻率值及三相電壓相位差；便于現場測試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項參數。

2.10 電壓采集器采用雙重全數字隔離技術，更加方便可靠。

2.11 交直流兩用：內置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應。

2.12 儀器主機和電壓采集器內置大容量可充電鋰電池，一次充電完成，可持續工作8小時。

2.13 智能電量管理：剩余電量顯示、低電量報警、長時間閑置提示、背光自動調節。

2.14 內置實時時鐘，可實時顯示當前時間和日期；自動記錄測試日期及時間。

2.15 測試數據存儲方式分為本機存儲和優盤存儲，本機存儲可存儲測試數據100條，并且本機存儲可轉存至優盤；優盤存儲可保存測試數據及波形圖片，測試數據為TXT格式，波形圖片為BMP格式，可直接在電腦上編輯打印。

2.16 選配的外置熱敏打印機，可打印測試數據及已保存測試記錄；打印內容可選擇，從而可以節省打印紙的用量。

3 技術指標（LYYB5000電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠）

3.1 參考電壓測量

3.1.1 參考電壓輸入范圍：    25V～250V有效值，50Hz/60Hz

3.1.2 參考電壓測量準確度：     ±（讀數×5%+0.5V）

3.1.3 電壓諧波測量準確度：     ±（讀數×10%）

3.1.4 參考電壓通道輸入電阻：≥1500kΩ

3.2 電流測量

3.2.1 全電流測量范圍：        0～20mA有效值，50Hz/60Hz

3.2.2 準確度：                ±（讀數×5%+5uA）

3.2.3 阻性電流基波測量準確度：±（讀數×5%+5uA）

3.2.4 電流諧波測量準確度：    ±（讀數×10%+10uA）

3.2.5 電流通道輸入電阻：      ≤2Ω

3.3 電場強度測量

3.3.1 電場強度輸入范圍：  30kV/m～300kV/m

3.3.2 電場強度測量準確度：±（讀數×10%）

3.3.3 電場諧波測量準確度：±（讀數×10%）

3.4 使用條件及外形

3.4.1 工作電源：      內置鋰電池或外置充電器，充電器輸入100-240VAC，50Hz/60Hz

3.4.2 充電時間：      約4小時

3.4.3電池工作時間：  主機8小時，電壓采集器8小時

3.4.4 主機尺寸：      246mm(長)×156mm(寬)×62mm(高)

3.4.5 主機重量：      1.0kg（不含線纜）

3.4.6 電壓采集器尺寸：115mm(長)×120mm(寬)×65mm(高)

3.4.7 電壓采集器重量：0.6kg (不含線纜)

3.4.8 使用溫度：      -10℃～50℃

3.4.9 相對濕度：      ＜90%，不結露

4 測量及補償原理（LYYB5000電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠）

4.1 測量原理

本儀器采用如圖1所示的投影法計算基波及各次諧波的阻性電流。

  圖中：U1   基波參考電壓

        Ix1p 基波全電流峰值

        Ir1p 基波阻性電流峰值

        Ic1p 基波容性電流峰值

Φ   基波全電流超前基波參考電壓的角度

  計算公式：Ir1p = Ix1p·CosΦ

            Ic1p = Ix1p·SinΦ

氧化鋅避雷器全電流既含有氧化鋅避雷器非線性產生的高次諧波，也含有母線電壓諧波產生的高次諧波。與Irp相比Ir1p更加穩定真實；因此建議用Ir1p作為阻性電流指標，Φ和Ir1p均能直觀衡量氧化鋅避雷器的性能。

4.2 相間干擾及自動補償原理

在現場三相同時測試一字排列的氧化鋅避雷器時，如圖2所示，由于雜散電容的存在，A、C相電流相位都要向B相偏移，一般偏移角度為2°～4°左右；這將使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。

解決這一問題的方法是采用自動補償算法，即儀器內置的“自動邊補”功能。假設Ia、Ic無干擾時相位相差為120°，假設B相對A、C相干擾是相同的；測量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補償Φ0c= -（Φca -120°）/2。這種方法實際上對A、C相阻性電流進行了平均，極有可能掩蓋存在的問題。因此建議考核沒有進行自動補償的原始數據（即補償角度為0°），并考核其變化趨勢。

5 面板及各部件功能介紹（LYYB5000電力試驗設備“手持式氧化鋅避雷器測試儀”測量穩定可靠）

5.1 主機面板圖及接口板圖

主機面板圖及接口板圖如圖3所示。

5.1.1 電流輸入：分為A相、B相、C相三個輸入通道，單相測量時，無論測試A相、B相或者C相電流，都從A相通道輸入。

5.1.3 液晶屏：工業級640×480點陣高亮度彩色液晶屏，顯示操作菜單、測試數據、波形等。

5.1.4 按鍵：操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵，選擇移動或修改數據；“←→”為“左右”鍵，選擇移動或修改數據；“確認”鍵，確認當前操作；“取消”鍵，放棄當前操作。

5.1.5 天線：在使用無線測試方式時，請將配套天線安裝在天線座上，以便于良好的接收無線信號，不安裝天線將大大縮短無線通訊距離。

5.1.6 優盤接口：外接優盤用，用來存儲測試數據，請使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲過程中，嚴禁撥出優盤。

5.1.7 RS232接口：此接口為外置打印機接口，用于連接外置打印機；打印測試結果，打印內容可選擇，不關心的數據無需打印，從而節約打印用紙。

5.1.8 DC IN：儀器充電器接口，請使用儀器配套專用充電器。

5.1.9 開關： 儀器電源開關，在不使用儀器時，請及時關閉儀器電源，以節省電池電量。

5.2 電壓采集器前后面板

  電壓采集器前后面板如圖4、5所示。

5.2.1 通訊接口：有線測試方式時，使用專用通訊電纜，用于連接儀器主機參考信號輸入。

5.2.2 天線：在使用無線測試方式時，請將配套天線安裝在天線座上，以便于電壓采集器有效的發射無線信號；不安裝天線將大大縮短無線通訊距離，時間過長有可能燒毀內部無線模塊。

5.2.3 按鍵：操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵，選擇移動或修改數據；“→”為“右”鍵，選擇移動或確認操作；長按“→”鍵，進入設置菜單界面。

5.2.4 液晶屏：工業級128×64點陣OLED液晶屏，顯示操作菜單、測試數據。

5.2.5 發送指示燈：電壓采集器通過無線方式或者有線方式，每發送一次數據指示燈閃爍一次。

5.2.6 充電口：儀器充電器接口，請使用儀器配套專用充電器。

5.2.7 開關：  電壓采集器電源開關，在不使用時，請及時關閉電源，以節省電池電量。

5.2.8 電壓輸入：參考電壓輸入，分為A相（黃色線）、B相（綠色線）、C相（紅色線）、中性點或地線（黑色線）；選擇參考相別為單相，且無論是A相、B相、C相、AB相、CB相都從A相（黃色線）和黑色線輸入。

注意：如果PT二次側是B相接地的，A相（黃色線）接PT二次側A相，黑色線接地，儀器主機參考相別選擇“A-B”；或者A相（黃色線）接PT二次側C相，黑色線接地，儀器主機參考相別選擇“C-B”。

輸入線中串接了120mA自恢復保險。

5.2.9 接地柱：在測試過程中，儀器必須可靠接地。在連接其它測試線之前應先連接接地線；在測試結束后，然后拆除接地線，以保證人身保障。

近日，河北500千伏保西輸變電工程投運，進一步優化了區域網架結構，提高了地區供電可靠性。該工程使保定西部山區的新能源電力直送保定東部及雄安新區等地，滿足區域經濟社會發展的電力需求，為雄安新區全方位實現清潔供能再添助力。該工程并網的新能源項目年發電量可達42億千瓦時，相當于保定市全年用電量的9.2%，提升了河北南網的“含綠量”。

保西輸變電工程是河北省“十四五”電力發展規劃重點項目，也是河北南網第1個服務清潔能源電量消納的500千伏新建工程。該工程新建500千伏保西變電站1座，改造500千伏變電站2座，架設500千伏線路110.92千米，新組立鐵塔263基。

近年來，河北新能源發電裝機規模快速增長。截至2024年10月底，河北南網新能源發電裝機容量達3974萬千瓦，占全部裝機容量的54.6%。按照規劃，保定地區未來三年新能源發電裝機容量將增加700萬千瓦以上。同時，河北南網新能源發電與用電負荷存在時空性錯配。河北南網60%的新能源裝機分散在西部山區，70%的電力需求位于中東部負荷中心，亟須新建新能源項目并網和送出工程。

“保西輸變電工程規劃建設變電容量480萬千伏安，本期建設變電容量360萬千伏安，全部建成投運后可滿足保定西部山區約300萬千瓦新能源項目的并網和送出需求。后續我們還會推進2座500千伏變電站建設，全力服務保定新能源電量消納。”

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