发电机氧化锌灭磁阀片的现场检测周 盛（葛洲坝电厂电气维修部 湖北宜昌 443002 ）［摘要］介绍了氧化御限性电阻定期检验的必要性及分柝现场检验的办法及检验的标准 氧^（ZnOHE线性电阻检测报告的分柝规范检验方法科学分析数据.【关键词】氧化锌0”0）非线性电阻 V-A伏安特性曲线 压敏电压泄漏电流.1氧化锌非线性电阻（简称氧化锌ZnO阀片）定期检测的必要性氧化锌ZnO阀片作为吸能与过电压保护元件已广泛应用于水力、火力、与核能发电 机组，目前在葛洲坝电厂发电机的励磁回路中应用氧化锌ZnO阀片的有：一、整流桥 交流侧浪涌过电压保护装置、二、可控硅整流桥直流侧换相尖峰过电压吸收保护装置、 三、同步发电机转子非全相过电压保护装置及转子灭磁装置氧化锌ZnO阀片在发电机运行工作中既要承受长期的励磁电压，还要承受灭磁时来 自转子绕组的能量和过电压冲击，长期的励磁电压作用会使ZnO阀片产生静态老化， 而灭磁和过电压冲击会使ZnO阀片产生动态老化无论静态老化还是动态老化均会使 ZnO阀片的晶粒结构发生变化，造成V-A特性严重退化静态老化是一个缓慢的物理及 化学过程，其老化程度的快慢可以用漏电流或功率损耗的增长速度来衡量。
漏电流使 ZnO阀片体温升高，由于ZnO阀片具有电压负温度系数，其温升与漏电流的上升及老化 速度成正比关系，一旦产生恶性循环，ZnO阀片将发生热击穿短路和炸裂而动态老化 对ZnO阀片也是一种温度效应因此，氧化锌ZnO阀片性能的好坏，寿命的长短，将 直接影响到发电机的安全运行葛洲坝电厂于1985年在4F机发电机励磁回路开始使用ZnO阀片，已经运行达二 十多年，氧化锌ZnO灭磁组件因为泄漏电流超标而退出运行的有十几台机套，因此对氧 化锌ZnO阀片组定期进行检验是非常必要的，对于漏电流超标将其退出运行，以保障 发电机的安全发电根据GB/T1.1-1993及相关的国家强制标准规定，发电机励磁回路中的整流桥交流 侧浪涌过电压保护装置、可控硅整流桥直流侧换相尖峰过电压吸收保护装置、同步发 电机转子非全相过电压保护装置及灭磁装置，每年必须进行检验其中的主要器件氧 化锌ZnO阀片的检测也应在机组的大小修期间进行，检验的周期每年不能少于一次2氧化锌ZnO阀片的现场检测对氧化锌ZnO阀片的电气性能检测，一般采用小电流法检定，小电流法是判定ZnO 阀片性能优劣程度最直接有效的方法和手段，ZnO阀片小电流V-A特性的现场测试分为 手动组合法和智能仪器法两种，手动组合法的方法是：将调压器、升压变、电流表、电压表、整流模块等器件在现场用导线接线组合拼装而成，通过对氧化锌ZnO阀片组 施加直流电压，用电流表测量氧化锌ZnO阀片组泄漏电流值的大小，对应检测标准来 判断氧化锌ZnO阀片是否合格，这种方法的缺点是电流、电压大小由手动调节控制， 施加在氧化锌ZnO阀片组的电压、电流容易超过氧化锌ZnO阀片的额定值，高电压容 易造成氧化锌ZnO阀片组的不可逆损伤，仪表指针读数不稳定读取困难且精度也不高、 接线也比较烦琐，测试的时间比较长，安全性、操作性差，更重要的是不能对氧化锌 ZnO阀片组性能进行全面综合的评判，由于这种方法的局限性因此已经不再使用，目前 葛洲坝电厂氧化锌ZnO阀片的检测使用智能仪器法，该检测方法接线非常简单、只需 将仪器的直流输出正、负极两根线连接在待检的氧化锌ZnO阀片组上然后启动仪器， 该仪器就可以全自动的对ZnO阀片进行高电压小电流V-A特性的安全检测，通过氧化 锌ZnO阀片的电流自动琐定在1mA和10mA，因此不会对ZnO阀片造成任何损伤，实现 了 ZnO阀片无伤害的检测。
我们使用的是蓝江电气公司生产的WCY—50A氧化锌ZnO阀 片测试仪，该仪器采用了独特的高电压升压技术，与微机技术相结合，实现了对ZnO 阀片智能测试，该测试仪能够对单片、多片（串）或成组（多串）进行高电压、小电 流的伏安特性综合测试测试仪输出电压可达直流5KV，输出电流1mA和10mA，电流 分辨率可达05uA，测量时只需简单操作即可对ZnO阀片进行自动检测，我们使用以后 认为：该仪器操作简单，精度高，抗干扰，防震，便于携带，无人为因数影响等优点， 通过检测数据实现了对ZnO阀片电气性能的智能综合化测试，通过5年的现场使用经 验，我们认为该仪器彻底解决了氧化锌ZnO阀片组现场检测的难题，达到了快速、准 确测试氧化锌ZnO阀片的目地.检测项目包括：1、压敏电压U 、0.75U 、0.5U 或者U 、0.75U 、0.5U数值2、泄漏电流I I 数值，3、绘制h—A特瞿曲线图及和具氧化律ZnO阀样检测报告0.5U、 0.75U3、氧化锌ZnO阀片测试仪工作原理及检测方法3.1工作原理氧化锌阀片测试仪由以下几部分组成：电源回路、高压发生器、放电回路、采样 隔离放大回路、A/D转换器、D/A转换器、CPU控制系统、数据存储器、数码显示器、 数据通信口、I/O控制口等几部分构成。
由高压发生器产生的直流电压由低到高自动加 在被测的ZnO阀片上，通过采样电阻取得其动态V-A特性信号，经隔离放大，由A/D 转换电路变换成数字信号，数据经过分析处理后，其小电流V-A特性曲线数据被完整 保存，并将结果数据用LED数码管显示同时通过RS232通讯口与PC机连接交换数据， 完成对阀片测试数据的永久保存和数据曲线的显示与打印，自动形成测试报告阀片接线图工作原理图3.2氧化锌ZnO阀片的现场测试方法操作步骤3.2.1. 检查电源开关在关的位置，测试准备开关在停止的位置，接通电源3.2.2将测量线与被测阀片连接好3.2.3打开电源开关，仪器进行自检，程序运行灯有规律的闪动，数码管显示日期 时间，说明仪器程序运行正常3.2.4将测试准备开关扳到运行位置，按复位按钮清除保护状态，这时仪器处于准 备状态按启动按钮，开始检测LED数码管显示加在氧化锌阀片上的电压、电流值变 化过程如果阀片选择开关处在1 mA位置，那么检测的电流加至1mA即停止如果阀片 选择开关处在10mA位置，那么检测的电流加至10mA即停止，自动断开输出，待仪器高 压降至零后自动增加一个串号，准备下一次测量在下一次测量开始前，需人为移动测 量线，接到下一组待测阀片上，按复位按钮清除保护状态后，再按启动按钮检测又自动 进行，依次类推。
3.2.5在测试完一串或数串后，如果要及时检查结果，可按动结果检查按钮检查结 果，按动第一次，将显示50%的压敏电压及对应漏电流；按动第二次，将显示75%的压 敏电压及对应漏电流；按动第三次，将显示100%的压敏电压同时，可按动串号加减 按钮改变记录串号按动第四次，将结束结果检查状态3.2.6数据保存：测试数据在测试完成后即自动保存，容量为96串，并可在断电状 态下长期保存数据清零：在结果检查状态下，按住复位按钮一定时间，当数码管显示由C --变为C 0 0 0 0 0 0 0时，即可清除所有保存数据4氧化锌ZnO阀片V-A特性曲线报告的分析4.1氧化锌ZnO阀片泄漏电流值的评判标准氧化锌ZnO阀片的检验尚无统一的检测标准，我们通过认真比较认为合肥凯立电子有 限公司的企业标准较为严格目前用于发电机灭磁过电压、整流桥交流侧浪涌过电压、 整流桥直流侧换相尖峰过电压所使用的氧化锌ZnO阀片分高压片和高能片两种，氧化 锌ZnO阀片高压片检测电流是：0—1mA,合格标准是：75%Uia直流电压下的泄漏电流 最大值＜150uAo高能片的检测电流是：0—10mA，合格标准是：5O%Uio直流电压下的 泄漏电流最大值＜50uAo如何判断使用的氧化锌ZnO阀片是高能片还是高压片，主要 由电压等级高低区分，下面是葛洲坝电厂氧化锌ZnO阀片组检验标准说明。
4.1、氧化锌ZnO阀片检测标准的说明4.2. 1灭磁类产品中的尖峰吸收器、灭磁氧化锌组件、非全相保护器一般采用高能 氧化锌ZnO阀片4.2.2浪涌吸收器：当气电压N2000V时，采用高压氧化锌ZnO阀片检验标准； 当U电压＜2000V时，采用高能氧化锌ZnO阀片检验标准14.2.3高压氧化锌ZnO阀片检验标准泄漏电流最大值：75%Uia电压下的泄漏电流最 大值W150UA，为合格 囱4.2.4高能氧化锌ZnO阀片检验标准泄漏电流最大值：50%U10a电压下的泄漏电流最 大值＜50uA，为合格4.2葛洲坝电厂氧化锌ZnO阀片组泄漏电流合格标准4.2.1整流桥交流侧浪涌过电压保护装置使用的氧化锌ZnO阀片（高压片）泄漏电 流最大值为：每组氧化锌ZnO阀片在75%U直流电压下的泄漏电流最大值＜150uAo4.2.2整流桥直流侧换相尖峰过电压吸收保护装置使用的氧化锌ZnO阀片（高能片） 泄漏电流最大值为：每组氧化锌ZnO阀片在50%U10mA直流电压下的泄漏电流最大值＜50 u A4.2.3同步发电机转子非全相过电压及灭磁保护装置使用的氧化锌ZnO阀片（高能 片）泄漏电流最大值为：每组氧化锌ZnO阀片在50%U10a直流电压下的泄漏电流最大值 ＜50uA。
WmA3.3 V—A特性曲线报告的分析3.3.1测试报告检测报告有两份，表1：氧化锌ZnO阀片测试汇总表，表2：氧化锌ZnO阀片单 路测试报告及V—A特性曲线，表1可以全面查看一台发电机组所有的灭磁阀片的压敏 电压和泄漏电流数值，最多96路测试数据表2它显示的是：一组ZnO阀片的V—A 特性曲线，同时显示ZnO阀片LU”、0.75U]皿、0.5U]s或者Ua、0.75^、0.5U血 压敏电压数值2、I I 泄漏1电流数值0" 10mA 1mA 1mA 1mA3.3.2 V—A特性I曲线0芬析下面是葛洲坝电厂4F两片新旧氧化锌ZnO阀片的性能比较.B片是用了四年之后的 器件,A片是替换B片的新片，通过曲线大家可以看到,B片整个曲线下移,相同的压敏电 压下,泄漏电流明显增大，相同的电流情况下，压敏电压明显偏低.（特别注意：在进 行现场测试的时候，仪器输出的极性要与ZnO阀片工作的极性绝对一致，否则结果是 不正确的）表1 葛洲坝电厂4F两片新旧氧化锌ZnO阀片测试数据表电流■^-^__^(mA)电压(V)J__泄漏电流3A)泄漏电流(mA)2040100124810A片245275305340355360370380390395B片801201702402702803103303503554 结论氧化锌ZnO阀片用于发电机转子灭磁及过电压保护回路已经非常广泛和普遍，提 高检验手法，规范检验标准是每一个使用单位关心的大事，当然除了以上的检验项目以 外，还应包括绝缘耐压试验，绝缘电阻测试，过电压测试等等.有条件的可以做整体大 电流V-A特性试验.每一支路的V-A特性测试.老化试验等.周盛 男，高级技师，从事发电机电气二次设备的检修工作.。