避雷器

避雷器试验一 磁吹避雷器1、概念：采用专门的方法加强火花间隙的磁场以吹动工频续流电弧，这种磁吹间隙的灭弧性能因而得到大幅度改善，这种避雷器叫做磁吹避雷器。

2、结构：各部分作用：1火花间隙：利于熄弧。

2间隙并联电阻：给串联火花间隙均压，以免动作后因分压不均而熄不了弧引起避雷器爆炸。

3阀片：主要成分是SiC （俗称金刚砂），是非线性电阻，在大电流下，呈现低电压，可以保护设备不受过电压的损害。

理想的阀片应在冲击电流时呈现小电阻，而冲击电流过去之后，当加在阀片上的电压是电网的工频电压时，应呈现大电阻以限制工频续流，易于灭弧。

它的非线性程度可用伏安特性方程表示： αCI U = C — 阀片流过1A 时的压降α — 非线性系数，其值〈1，一般在左右，α越小则非线性越好。

3、有关磁吹避雷器的几个概念：（1）、避雷器的额定电压：磁吹避雷器的额定电压的概念和MOA不同，是指正常工作时避雷器的工频工作电压，它应与避雷器安装地点的电力系统额定电压等级相同。

比如FCZ—110J 额定电压：110KV(2)、灭弧电压：允许加在避雷器两端的最高工频电压，在此电压下，避雷器能够在电流第一次过零时灭弧。

灭弧电压应当大于避雷器工作母线上可能出现的最高工频电压，否则避雷器可能因为不能灭弧而爆炸。

工作母线上可能出现的最高工频电压，与系统的运行方式有关。

在发生单相接地故障时，非故障相的电压，在中性点直接接地系统中可达工作线电压的80%，约为正常工作电压的倍，在中性点不接地系统和经消弧线圈接地的系统可达工作线电压的110%和100%，也就是正常工作电压的倍和倍。

因此选用磁吹避雷器时，对110KV及以上的中性点直接接地系统，灭弧电压取为系统最大工作线电压的80%，对35KV 及以下的中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统，分别取为系统最大工作线电压的110%和100%。

(以上作为选型依据)。

(3)、工频放电电压：指在工频电压作用下，避雷器发生放电的电压值。

由于间隙击穿的分散性，工频放电电压都是给出一个上、下限。

（4）放击放电电压：冲击电压作用下避雷器放电的电压（峰值），通常给出的只是上限值。

（5）、残压：标准雷电流流过避雷器时在阀片电阻上产生的压降。

标准雷电流：220KV及以下系统取5KA，330及以上的超高压系统取10KA。

其他概念在这里就不讲了。

4、磁吹避雷器的常见故障：并联电阻劣化，造成不能给间隙均压，以至动作后不能灭弧，造成爆炸。

因此围绕磁吹避雷器的试验如绝缘电阻、电导电流及非线性系数α是否相配等，目的都是为了检查避雷器的并联电阻是否受潮、老化、断裂、以及接触不良等。

5、不拆引线测试避雷器的电导电流6、磁吹避雷器的带电测试；（1）测试仪表：MF——20万用表，该表在1uA时的内阻只有十几欧，并联在计数器外，和计数器内阻比，计数器内阻带来的分流作用可忽略。

我们曾用MF——20和东北院研制的MOA——RCD测的全电流作过比较，误差是很小的。

（2）测试方法：磁吹避雷器的带电测试有两种方法：串联法、并联法，目前多用并联法。

即将MF——20表直接跨接于避雷器计数器两端。

在计数器正常情况下，计数器的内阻有几千欧到几十千欧，而MF——20表的1mA档内阻只有二十几欧姆，所以可以忽略计数器的分流，认为流经表头电流即是避雷器的全电流。

（3）影响因素Ⅰ、电压：三相电压不平衡会造成三相电导电流不平衡，并且系统电压变化也会引起电流变化。

芜湖供电局曾提出一个6%原则，即电压变化百分之一引起电导电流变化百分之六，根据我们实测大量数据，建议按线电压变化1%，电流变化3%考虑。

Ⅱ、温度：影响带电测试的因素很多，往往是综合效应，因此单纯考虑温度对电流的影响是很困难的，我们在这方面做了一些工作。

认为温度升高10C，电流升高大致在——之间。

（实际中操作性不强）Ⅲ、计数器：前面讲过，如果一个状态良好的计数器，给测试带来的误差可以忽略，但如果计数器电阻进水受潮，则分流作用增强，这时会给带电测试带来不容忽略的误差，因此测试电流前应先测一下计数器两端的电压降，如不低于200mV则可忽略计数器的分流作用。

正常计数器两端压降应在几百毫伏到几伏之间，如果压降过高也可能是计数器内部断线。

Ⅳ、边相效应：磁吹避雷器的带电测试受边相效应影响比较严重。

MF——20表无法排除边相效应以及空间杂散电容电流的影响。

在三相一字排列的避雷器组中，假设三相电流相等，用MF——20表带电测试的结果却是A相电流最大，B相电流最小。

通常认为B相接近真实值。

边相效应对A、C 两相的影响在理论上不是定数，这和避雷器所处环境、气候有密切关系。

根据我们大量在线测试和停电做直流测试验数据对比，A相受边效应影响最为严重，要比真实值高出40——80uA，B相受影响较小，通常比真实值高出0——20uA，也近似等于真实值。

Ⅴ测试标准：由于国家对磁吹避雷器的带电测试没有制定统一标准，而现场工作又需要指导，所以各兄弟单位和网局都曾经自行制定标准。

还有的根据大量实测结果性经验公式。

近年来由于MOA的迅速发展，各家的兴趣都逐渐转向MOA，因此以前留下来的关于磁吹避雷器的带电测试标准很多地方不适用于我区电力系统。

考虑到前面述及诸多影响因素，并参考各家标准以及结合我们自己一年来所做的大量工作，我们现制订出FCZ2避雷器带电测试在我区电网内试行标准，分以下5条叙述。

（1）带电测试不能完全代替停电直流试验。

我们提倡以交流试验为手段，而以停电试验为决定避雷器是否合格的标准。

（2）测试数据应按前面4中所述进行电压、温度修正。

电压修正按线电压变化1%，电流变化3%修正，温度修正按温度升高10C，电流变化3μA修正。

（3）测试数据与历史数据比较，如果电导电流变化超过30%以上，则应停电做直流试验。

（4）对于A相，如果电导电流达到400μA，则应引起注意，就是说应缩短监测周期，这时避雷器多数已在直流试验标准上限边缘。

达到450μA时，则应在短期内安排停电检验，如果达到500μA，则应立即停电进行检验。

B相和C相的引起注意值是350μA，如果达到400μA，则应安排停电检验。

如果带电测试数据A相小于290μA，B、C相小于250μA，则应先检查计数器，排除计数器分流的可能，再停电检验。

（5）周期：带电测试周期非雷雨季节半年一次，雷雨季节应每月进行一次。

以上数据由于时间短，工作条件限制，有不完善及不切合实际之处，希望在试运行期间得到完善。

氧化锌避雷器一、前言1、金属氧化物避雷器是以金属氧化物压敏电阻组成，阀片的主要成份是氧化锌，并添加其它金属氧化物高温烧结而成，我国文献中常称之为氧化锌避雷器，也有沿用美国称呼MOA的。

2、特性：伏安特性平缓，运行电压下泄漏电流小（因此无须加阀片吸收的能量是SiC阀片的4倍，是磁吹避雷器的替代产品。

图1所示为氧化锌阀片与金刚砂阀片伏安特性比较，。

V0为运行电压3、铭牌术语解释：（1）系统标称电压：即避雷器所在系统的电压等级。

（2）避雷器额定电压：氧化锌避雷器的额定电压指避雷器两端所能承受的最大允许工频电压有效值，在此电压下，避雷器能够正确动作且能熄弧，是表明氧化锌避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统额定电压，类似于磁吹避雷器的灭弧电压。

（3）持续运行电压：运行中允许持久地加在避雷器两端的工频电压有效值。

（4）直流（工频）参考电压：通常以通过工频参考电流阻性分量峰值或直流幅值时的避雷器两端电压峰值的表示。

多元件串联组成的避雷器的工频参考电压只有几个元件参考电压之和。

直流（工频）参考电压也称为转折电压，因为从这一电压开始，避雷器进入大电流区域，即认为避雷器已进入限制过电压的工作范围。

二、停电试验：不拆引线，如何测量金属氧化的避雷器的直流参考电压？以3节避雷器为例。

三、带电测试：1、必要性：氧化锌避雷器可等效成如下电路R F：纯非线性电阻——通过谐波电流R O：线性电阻——通过基波电流C O：线性电容在三相正弦电压作用下，R F不作功、不发热，发热功耗的只有R O，，即基波电流。

特点：容性电流含量大，占全电流的80%——90%，阻性电流含量小，约占全电流的10%——20%，氧化锌避雷器受潮阀片老化后，主要是功耗增大，即阻性电流增大，而容性电流不变。

因此全电流变化不明显，因此MOA的带电测试必须有专门仪器来测试阻性电流。

阀片受潮后，电流上升，发热加速阀片劣化，导致：1.运行中自爆；2.动作后无法熄弧而爆炸.而在春季开始的停电预试工作无法及时检出在雷雨季中易受潮劣化的MOA。

2、测试原理：（1）谐波法：L R占全电流的10%——20%，含三、五、七次谐波。

而三次谐波含量占阻性电流的1/3，则约占全电流的3%——7%，通过测量谐波量，反推阻性电流的含量。

缺点是如果谐波含量占的百分比有误差就会给测量结果带来误差。

无法消除母线电压谐波量的干扰。

（2）移相法：把从PT二次测量取得的电压信号前移900，认为与MOA中容性电流同相位，作同相位减法，把容性电流完全补偿掉以得到阻性电流。

现在的测试仪器大多是用移相法原理，种类很多。

3、注意事项：（1）建议一个厂局统一使用一种仪器，对测得的阻性电流或阻性电流的基频分量数据与历史数据比较。

当阻性电流变化显著时，要停电试验。

（2）影响带电测试结果的因素很多。

如运行电压、环境温度、湿度等，因此测试时应记录运行电压及环境温度、湿度等，以便进行比较。

（3）注意消除边相效应的影响，在一字排列的避雷器中，假设三相电压平衡，则测得全电流是I A〉I C〉I B，阻性电流I A〉I B〉I C，当相间干扰严重时，C相阻性电流出现负值。

（4）执行标准：各网省局有自己的执行标准。

我们目前执行的是华北电网公司05版预防性试验规程。

周期：投运时测一次，三个月后测一次，以后每年的雷雨季节前后各测一次。

判据：测得的数据与历史数据比较，当阻性电流增加了30%——50% 时，应加强监视，缩短带电测试周期，阻性电流增加到2倍时，应停电做试验。

四、在线监测：1、目前FCZ避雷器和ZnO 避雷器的带电测试技术已发展到在线监测，即在计数器上并联一个在线监测装置，可以是分散式的，也有集控式的。

可以在线监测避雷器的全电流，阻性电流，容性电流等。

优点：迅速、方便、随时随地。

缺点：目前对全电流的监测很易做到，技术成熟、价格低廉、构造简单。

但对于测阻性电流，有些号称能测阻性电流的仪器原理令人质疑。

如果加上传感器，结构复杂，价格高。

否则灵敏度上不去，目前运行经验尚短，但毕竟可以做为一个辅助监测手段。

运行中在线监测电流表的档位，以2mA档位为合理。

2、运行中避雷器的红外像检测：用运红外热或像技术监测避雷器内部温度的变化，在目前远红外测试技术应用越来越广泛和成熟的情况下，应该说是发挥了功效的。