氧化锌避雷器测试仪的工作原理

1.  同步信号采集

氧化锌避雷器测试仪的核心前提是同步采集电网电压信号与避雷器全电流信号。仪器通过电压互感器（PT）或电压传感器获取被测避雷器相的电网电压参考信号，同时通过高精度穿心式电流传感器采集避雷器的泄漏全电流信号。两路信号采用同步采样技术，确保电压与电流的相位同步性，避免因采样时差导致后续电流分离计算出现偏差。采集过程中，传感器会将高电压、大电流信号转换为仪器可识别的低电压模拟信号，适配后续处理单元的输入量程。

2.  信号调理与模数转换

采集到的模拟信号存在工频谐波、电磁干扰等噪声，且幅值较低，需经过信号调理单元处理。该单元首先通过有源滤波电路过滤掉高频干扰和杂波，保留与避雷器特性相关的基波和各次谐波信号；再通过程控放大电路，将微弱的电流、电压信号放大至模数转换（ADC）芯片的适合输入范围。随后，高精度 ADC 芯片（通常为 16 位及以上）将调理后的模拟信号转换为数字信号，传输至仪器的核心运算单元，为后续电流分离和参数计算提供精准的数据基础。

3.  电流分量分离计算

这是测试仪的核心技术环节，目的是从避雷器全电流中分离出阻性电流与容性电流，阻性电流是判断避雷器劣化的关键指标。其原理基于氧化锌避雷器的等效电路特性：避雷器可等效为非线性电阻与线性电容的并联体，全电流是容性电流与阻性电流的矢量和。核心运算单元通过 ** 快速傅里叶变换（FFT）** 算法，对数字化的电压和全电流信号进行谐波分析，利用电压信号作为相位参考，将全电流分解为与电压同相位的阻性分量、与电压相位差 90° 的容性分量。同时，仪器会消除相间干扰、系统电压畸变等因素的影响，计算出基波阻性电流、谐波阻性电流等关键分量。

4.  劣化特性判定

运算单元根据分离后的电流参数，结合行业标准（如 DL/T 987）进行避雷器状态判定。健康的氧化锌避雷器阻性电流极小，容性电流占主导；当避雷器出现受潮、老化、阀片劣化等故障时，其非线性电阻的阻值会下降，导致阻性电流显著增大，且谐波阻性电流占比上升。仪器会计算阻性电流峰值、全电流有效值、阻性电流谐波含量、功率损耗等指标，并与初始试验数据或规程阈值对比，自动判定避雷器是否处于正常、可疑或故障状态，同时识别故障类型（如受潮、老化）。

5.  数据输出与趋势分析

完成计算与判定后，仪器的显示单元会实时呈现电压波形、全电流波形、阻性 / 容性电流波形及各项数值指标。同时，仪器支持数据存储、U 盘导出、现场打印检测报告等功能，报告包含测试时间、环境参数、电流分量数据、状态判定结果等信息。部分高配机型还具备历史数据对比功能，可将本次测试数据与历年数据进行趋势分析，直观展现避雷器的劣化过程，为运维人员制定检修策略提供数据支撑。