避雷器的试验与状态诊断

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1、状层躯荒羡绩苟歉孺米枣彪馒谋疫点纂氢撮冀胎干倍醇删柔斡煞泛馆卢沫避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断觅辞婶叼辣域炮味械旁菜丈防酿培炎脓杖淬社烽嘿书讨摹逊躯长枢妇炕肩避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 避雷器是一种过电压保护装置，当电网电压升高达到避雷器规定的动避雷器是一种过电压保护装置，当电网电压升高达到避雷器规定的动作电压时，避雷器动作，释放电压负荷，将电网电压升高的幅值限制在一定作电压时，避雷器动作，释放电压负荷，将电网电压升高的幅值限制在一定水平之下，从而保护设备绝缘所能承受的水平，除了限制雷击过电压外，有水平之下，从而保护设

2、备绝缘所能承受的水平，除了限制雷击过电压外，有的还能限制一部分操作过电压。的还能限制一部分操作过电压。 在由预防性试验向检修方式过渡的今天，避雷器安全运行故障诊断的在由预防性试验向检修方式过渡的今天，避雷器安全运行故障诊断的重要性毋庸置疑。重要性毋庸置疑。 本章将主要介绍避雷器的运行性能及故障诊断的三种方法本章将主要介绍避雷器的运行性能及故障诊断的三种方法避雷器避雷器试验试验, ,红外诊断和在线监测。红外诊断和在线监测。第一节第一节 避雷器试验避雷器试验 避雷器在制造过程中可能存在缺陷而未被检查出来，如在空气潮湿的时候或季节装配出厂，预先带进潮气；在运输过程中受损,内部瓷碗破裂，并联电阻震断，

3、外部瓷套碰伤或者在运输中受潮，瓷套端部不平，滚压不严，密封橡胶垫圈老化变硬，瓷套裂纹以及并联电阻和阀片在运行中老化等。这些劣化都可以通过预防性试验来发现，从而防止避雷器在运行中的误动作和爆炸等事故。技教世椽顷净妨稳声揭掩子遵嗡睦觉滦荒练员藻薯请揖噪松针糟奸麻七雀避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 避雷器按结构分为保护间隙和管式避雷器、阀式避雷器(配电型FS、变电所型FZ)磁吹阀式避雷器和金属氧化物避雷器。 其中保护间隙和管式避雷器、磁吹阀式避雷器等均被慢慢淘汰，阀式避雷器稍有使用。对与阀式避雷器的试验项目主要有可分两种情况： 不带并联电阻的阀式避雷器主要试验项目有：绝缘电阻试验（用2

4、500V兆欧表）、工频放电电压试验。 带并联电阻的阀式避雷器（包括FZ型，FCZ型和FCD型磁吹避雷器）试验主要试验项目有：绝缘电阻试验、工频放电电压试验和电导电流试验，其中电导电流试验可停电试验，也可带电进行测量。 相对来说，金属氧化物避雷器目前得到越来越广泛的应用，下面就主要介绍一下金属氧化物的有关情况。 一、金属氧化物避雷器简介一、金属氧化物避雷器简介一、金属氧化物避雷器简介一、金属氧化物避雷器简介 金属氧化物避雷器(MOA)又称氧化锌避雷器，是一种与传统避雷器概念有很大不同的新型避雷器，从80年代中期开始，它已在电力系统推广应用并已批量生产。 捞燕才酌悲全毡执笔陪声诌侵侧苇确等拉直貉屑

5、筷鹅苇瞎汰歹翘陌承骄弱避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 它主要由氧化锌压敏电阻构成，每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电压），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻的被击穿状态是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。 MOA与其他传统避雷器的区别在于：其他类型避雷器，

6、从羊角间隙到FCZ磁吹式避雷器,其内部空气间隙起着十分重要的作用，在正常运行时靠间隙将阀片与电源隔开,出现过电压间隙才被击穿，阀片放电泄流。而氧化锌避雷器是用氧化锌阀片叠装而成的，可完全取消间隙，这就解决了因间隙放电时限及放电稳定性所引起的各种问题。由于氧化锌阀片具有非线性特性好的特点，从而使避雷器的特性和结构发生了重大改变。 在额定电压下,流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下，相当于绝缘体。因此,它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。此后

7、，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。颇仔勿贵罚勇疟碾轩倚劳炊轩褥崇废讼龟卸菌别诈锥岳驶伺莲猫虹填干鲜避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断二、金属氧化物避雷器试验二、金属氧化物避雷器试验二、金属氧化物避雷器试验二、金属氧化物避雷器试验 由于MOA是一种新型的避雷器，所以前几年其试验方法和试验设备都不很完善，但随着MOA在电力系统中的推广和应用。对MOA的研究也越来越深入，运行经验也在逐渐积累，随之也发现了一些重要的问题。例如：MOA阀片性能不佳，参数设计不合理；内部绝缘部件爬电距离不够和材质不良，内部结构不合理

8、；在装配中受潮或密封不良造成运行中受潮；额定电压选择不合理等。 随着运行时间的增加，MOA阀片在长期运行电压下的老化问题也变得突出，所以加强投运前的交接验收试验和运行中的监测，及时总结运行经验是一项重要的工作。 目前国内预试规程对MOA的试验有三项规定： (1)绝缘电阻试验； (2)直流1mA下电压及75该电压下泄漏电流的测量； (3)运行电压下交流泄漏电流及阻性分量的测量(有功分量和无功分量)。 对金属氧化物避雷器的试验项目及要求如表9-1所示：哑甩珍种趋弥牛关奔奠察仓隘魔庞拓蚕嘿岂岿棘醒慎哦默削稽浚将彪孵饱避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断序号项目周期要求说明1绝缘电阻1)发电厂

9、、变电所避雷器每年雷雨季节前2)必要时1)35kV以上，不低于2500M2)35kV及以下，不低于1000M采用2500V及以上兆欧表2直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季前2)必要时1)不得低于GB11032规定值2)U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，变化不应大于5%3)0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50A1)要记录试验时的环境温度和相对湿度2)测量电流的导线应使用屏蔽线3)初始值系指交接试验或投产试验时的测量值3运行电压下的交流泄漏电流1)新投运的110kV及以上者投运3个月后测量1次；以后每半年1次；运行1年后，每年雷雨

10、季节前1次2)必要时测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较，有明显变化时应加强监测，当阻性电流增加1倍时，应停电检查应记录测量时的环境温度、相对湿度和运行电压。测量宜在瓷套表面干燥时进行。应注意相间干扰的影响表表9-1 9-1 金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求肤盲屋北猿螟籽诈燃魄晚缉炊菏胸稳宠芥佬麦驰癌锰彪符孵杰济乔沼控揪避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断4工频参考电流下的工频参考电压必要时应符合GB11032或制造厂规定1)测量环境温度20152)测量应每节单独进行，整相避雷器有一节不合格，应更换该节避雷器(或整相

11、更换)，使该相避雷器为合格5底座绝缘电阻1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季前2)必要时自行规定采用2500V及以上兆欧表6检查放电计数器动作情况1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季前2)必要时测试35次，均应正常动作，测试后计数器指示应调到“0”哩逊赋湿厌棘洗容诽厚鲤菜曼盯趋眯恒汕入驱花厕疾颇匣谨窖再芭戏鞭啮避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 根据现场条件及厂家规定，可选择性地进行以下3个试验： 1、绝缘电阻试验 测量前应检查瓷套有无外伤，测量时用兆欧表，把试验连线与避雷器可靠连接，摇表放水平位置，摇的速度不要太快或太慢,一般120r/s。 当天气潮湿时，瓷套表面对泄漏电流的影响较大，

12、应用干净的布把瓷套表面擦净。并用金属丝在下端瓷套的第一裙下部绕一圈再接到摇表的屏蔽接线柱，以消除其影响(其测量值应大于2500 )。 电压等级在35kV及以下用2500V兆欧表，35kV以上用5000V兆欧表。 由于氧化锌阀片在小电流区域具有很高的阻值，故绝缘电阻主要取决于阀片内部绝缘部件和瓷套。进口避雷器一般按厂家的标准进行绝缘电阻试验。 阀式避雷器的绝缘电阻试验与金属氧化物避雷器的绝缘电阻试验相同。 2、lmA直流下的电压及75该电压下泄漏电流测量 该项试验有利于检查MOA直流参考电压及MOA在正常运行中的荷电率，对确定阀片片数，判断额定电压选择是否合理及老化状态都有十分重要的作用。其试验

13、原理接线图如图9-1所示。讽要瞥鼻液瓶锨倒离讣浦剁啸蓝桌周瓢孪酵胸葫拨罩胸阂逊炼桔色灰响佬避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断图图9-1 9-1 金属氧化物避雷器直流试验接线图金属氧化物避雷器直流试验接线图11直流电压发生器；直流电压发生器；22滤波电容；滤波电容；33静电电压表；静电电压表；44直流微安表；直流微安表；55试品试品 试试验验步步骤骤：先先以以指指针针式式微微安安表表监监测测泄泄漏漏电电流流值值，升升至至1mA1mA。停停止止升升压压确确定定此此时时电电压压值值，再再降降压压至至该该电电压压的的7575时时，测测量量其其泄泄漏漏电电流流，因因该该电流值较小，应用数字式万

14、用表来检测。电流值较小，应用数字式万用表来检测。 试试验验中中应应注注意意的的问问题题：试试验验必必须须与与地地绝绝缘缘，外外表表面面应应加加屏屏蔽蔽，屏屏蔽蔽线线要要封封口口；直直流流电电压压发发生生器器应应单单独独接接地地；试试品品底底部部与与匝匝绝绝缘缘应应保保持干燥；持干燥；现场测量应注意场地屏蔽。现场测量应注意场地屏蔽。鉴乌哲狰棕避墨卸割滞陪防疡业坊惺旁廷写邵酋喉封匆姬稽养鬃褪烯香吴避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 试验分析：试验中如U1mA电压比工厂所提供的数据偏差较大，与铭牌不符时，应与厂家进行联系。通常在70 U1mA下的电流值偏大或电压加不上去，则有可能严重受潮；

15、电流50AA，则有可能有受，则有可能有受潮情况。潮情况。 投运后，随着运行时间增加，电流有一定增大，但电流不能超过投运后，随着运行时间增加，电流有一定增大，但电流不能超过50 50 AA 。 3 3、MOAMOA在持续运行电压下的交流泄漏总电流、阻性电流及损耗功率在持续运行电压下的交流泄漏总电流、阻性电流及损耗功率测量测量 金属氧化物避雷器（金属氧化物避雷器（MOAMOA）在保护电力系统安全运行上有十分）在保护电力系统安全运行上有十分重要的作用，但由于重要的作用，但由于MOAMOA没有放电间隙，没有放电间隙，ZnOZnO电阻片长期承受工频电电阻片长期承受工频电压，冲击电压和内部受潮等影响，引起

16、内部压，冲击电压和内部受潮等影响，引起内部ZnOZnO阀片（阀片（MOAMOA）老化，）老化，阻性电流增加，功耗增大，导致阻性电流增加，功耗增大，导致MOAMOA内部阀片温度升高，直至发生热内部阀片温度升高，直至发生热崩溃。如果崩溃。如果MOAMOA在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至低，泄漏电流增大，直至MOAMOA被击穿而损坏。为了及时发现被击穿而损坏。为了及时发现MOAMOA的的隐患，需要经常监测其运行状态，隐患，需要经常监测其运行状态，MOAMOA老化后，内部电阻减小，泄漏老化后，内部电阻减小，泄漏电流阻性分

17、量按指数规律极大地增加。因此，准确监测阻性分量电流电流阻性分量按指数规律极大地增加。因此，准确监测阻性分量电流的变化对于的变化对于MOAMOA的健康诊断非常重要。的健康诊断非常重要。匈袋侩立防盂聊淡慰垣钻荣片好猎洋嫡自乾堆杉舷猜睹惠剿陷烃淄拦魔芹避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 目前，现在国内外测量仪器有： （1）瑞典nL型MOA泄漏电流分析仪，常配有雷电计数器(环形线匝接口)。 （2）日本日立公司的避雷器泄漏电流检测仪，它可测总泄漏平均值，也可测3次谐波成分，3次谐波经函数变换为阻性电流的信号量。 以上两种仪器的基本原理是在MOA阀片劣化后，其阻性电流中的谐波成分明显增加，通过谐

18、波分析法，反映出全电流中阻性电流的变化，但都不明确表明阻性电流的峰值。因容易受系统谐波含量影响，无法反应MOA表面受污秽受潮等问题。 （3）日本LCD-4型阻性电流测量仪。其基本原理是利用外加容性电流将流过阀片的IX的容性电流(无功分量)补偿掉，而只保留阻性电流分量。 国内众多厂家生产的测量仪，其原理大致与LCD-4型相似。这种测量方式可在现场带电测量，测量较简便。现场测量应注意的问题是： 注意正确选取参考电压的相位； 现场试验测量回路应一点可靠接地，接地点的不稳定也将影响测量结果； 220kV及以上电压等级避雷器在现场带电测量时应注意其相间干扰(目前国内有些测量设备也附带有移相消除相间干扰的

19、功能)摸敏恐袍杜骡鲍懦嘱搽概承瑶签挑爸瘫唉踊揍翠磺盯拄值毁诅廓渣迸兹曰避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断第二节第二节 避雷器的红外诊断和在线监测避雷器的红外诊断和在线监测 对运行中的避雷器进行红外诊断和在线监测是电力设备带电诊断的行之有效的技术手段。本节将分析几种常用避雷器运行和受潮缺陷下的发热原因、特点和红外热像特征，运行中避雷器进行红外测温和故障分析的方法，并重点介绍金属氧化物的在线监测。 一、避雷器的红外诊断一、避雷器的红外诊断一、避雷器的红外诊断一、避雷器的红外诊断 对于运行中的各型避雷器，将利用红外测温仪测出的避雷器的表面各部分的温度进行相间、上下元件间和同类设备间的相互比

20、较，或用红外热像仪对避雷器的热像图谱进行分析，如果根据上述热像特征发现有不正常的发热或不正常的温度分布，可判断为避雷器存有受潮缺陷，应引起注意，进行跟踪监测或停电进行其它试验，以免故障进一步恶化而引起事故的发生。这里我们主要介绍一下金属氧化物避雷器的热像特征。旷醉次监樟讼脆筋扁迪乔趋熙钓棺瓦小昂鲍贤盂兽带锥纱净记她鸡闯角谅避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 目前电力系统所采用的氧化锌避雷器主要是无间隙氧化锌避雷器，由氧化锌阀片直接承受系统的运行电压。此类避雷器都是单柱式结构，瓷套体积较小。这种结构得益于氧化锌阀片的高涌流能力和极好的非线性。根据运行保护参数的设计，正常运行的无间隙氧化

21、锌避雷器将有0.51.0 mA的工频电流流过，并且主要属于容性成分，阻性电流仅占10%20%,因此，无间隙氧化锌避雷器正常运行时消耗一定的功率，由于几何布置较均匀，外表发热也是整体性的。因正常状态下的氧化锌避雷器有一定的阻性电流分量，因此，热像特征表现为整体轻度发热。其中小型瓷套封装的结构,最热点一般在中部偏上位置，且基本均匀；较大型瓷套封装的结构,最热点通常靠近上部，不均匀程度较大。 氧化锌避雷器受潮主要是密封系统不良引起的。氧化锌避雷器受潮会大大增加本身的电导性能，阻性电流明显增大，由于多数氧化锌避雷器没有串联间隙，所以，其阀片将长期承受工作电压的作用。氧化锌避雷器的阀片在小电流区域也有负

22、的电阻温度系数，此外氧化锌避雷器的体积较其他型式小，内部受潮后容易造成沿瓷套内壁或阀片侧面的沿面爬电，引起局部轻度发热，严重时会产生闪络击穿。对于多元件串联结构的氧化锌避雷器，当轻度受潮时，通常因氧化锌阀片电容较大而只导致受潮元件本身阻性电流增加并发热，当受潮严重时，阻性电流可能接近或超过容性电流，在受潮元件温升增加的同时,非受潮元件的功率损耗和发热开始明显,甚至超过受潮元件的相应值。 氧化锌避雷器受潮时的热像特征：对于单元件结构表现为整体明显发热；对于多元件结构，受潮初期表现为故障元件自身发热增加，受潮严重后，可引起非故障元件发热超过故障元件，当受潮故障进一步恶化时，还会伴有局部温升高于整体

23、温升的现象。娶霜圣削赞屈网蓄怎氦柑酒激贮柏迪肪报辊琴浪巨秀古够簧灯淡驶馅稠岳避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 二、避雷器在线检测二、避雷器在线检测二、避雷器在线检测二、避雷器在线检测 1、在线监测概况 DL/T596-1996电力设备预防性试验规程规定，每年或雷雨季节前要对氧化锌避雷器进行预防性试验，但是常规试验却存在一些无法避免的问题： (1) 需要停电。被测设备要退出运行状态，势必影响系统的正常的运行。单母线接线方式下避雷器的停电预防性试验必须将母线及其全部的馈线停电，十分不方便，影响生产。 (2) 试验所加的电压和实际运行电压不一致，不能真实的反映设备的实际绝缘状况。 (3)

24、 一般预防性试验的时间间隔较长，而氧化锌避雷器的性能变化到一定程度会加剧，造成事故不可预测。对此在试验周期内发生的事故常规的预防性试验无能为力，从而难以避免事故的发生。 开展在线监测是电力设备状态维修发展的必然要求。计划检修实行“到期才修、到期必修”，致使盲目检修和过度检修现象，带来了人力和物力的浪费。状态维修应该实行“该修必修，不该修不修”，从而使检修具有较强的针对性和先见性，节约了检修成本，减少了停电时间，提高了设备利用率和可靠性。目前国外的状态维修已经进入了具有监测、判断、告警专家系统的高级阶段。开展在线监测技术正是顺应了这一发展趋势，必将在电力设备实施状态维修种发挥重要作用。对金属氧化

25、物避雷器的运行状态进行在线监测，主要是针对以下几个方面：墨仙渝洽歼辱淬勤现湾汇疥饿利袋馁牛点皂男撕次夏丙贪幸巢表微狐价恿避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 (1) 金属氧化物避雷器老化与发生热击穿的情况。导致发生热击穿的最终原因是发热功率大于散热功率，积蓄的热量使阀片温度升高直到发生热击穿。只要氧化锌阀片温度不超过稳定温度阈值，就不会发生热击穿；反之，阀片的温度超过不稳定阈值，热击穿就不可避免。氧化锌阀片的发热功率取决于流过氧化锌阀片电流的有功分量，散热功率取决于氧化锌阀片所处的环境温度、周围介质特性和的结构和尺寸。因此，监测全电流中的有功分量,就可以了解其发热功率的变化，只要发热功

26、率与散热功率之间有足够的裕度，就不会发生热击穿。据此监测阻性电流分量的变化可以对运行是否安全进行预报。 (2) 金属氧化物避雷器内部受潮。自身密封不严，会导致内部受潮, 或在安装时内部有水分侵入，那么在运行中，全电流将出现增大现象,如果受潮严重，则在运行电压作用下，会发生沿氧化锌阀片柱表面或避雷器瓷套内壁表面的放电，严重时可能引起避雷器爆炸，这是必须要注意的一个问题。受潮引起的全电流的增加，主要是由于基波阻性分量增加成的，监测基波阻性电流分量的变化，并根据其变化的大小可以判断受潮的程度。 (3) 氧化锌阀片与外瓷套之间局部放电现象。当外瓷套受到污秽作用时，外部瓷套上电位分布发生变化，内部阀片与

27、外部瓷套之间电位差加大，严重时可发生径向局部放电，产生脉冲电流。如果这种脉冲电流很大，会使氧化锌阀片在电流聚集的地方被烧熔，损坏氧化锌阀片，导致整个的损坏，这种情况对避雷器的危害很大，必须退出运行,以保证设备的安全运行。资料提出在发生阀片与外部瓷套之间放电、产生脉冲电流时，在避雷器阻性电流波形上会有脉冲电流尖峰出现，这个现象可以作为一个判断依据，用以及时发现内部径向放电故障，并加以处理保证的安全正常运行。盯抚求听捕雹邱半犹胡饵穆准挣朴法筷借尔款嘛埋盯滚疤绸菌凡抿彻侦酪避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 2、在线监测方法 (1)泄漏电流 评价MOA运行质量状况好坏的一个重要参数就是泄漏

28、电流的大小。MOA的泄漏电流的大小。MOA的泄漏电流（简称全电流）由阻性电流分量Ir（简称阻性电流）和容性电流分量Ic（简称容性电流）两部分组成。阻性电流Ir的基波分量与电压同相，Ic超前电压90。 全电流基波相位取决于Ir与Ic分量的大小，因此，可以用补偿容性电流的方法直接测量泄漏全电流及阻性电流的大小。 (2)检测方法 MOA的定期检查是指在不停电的情况下定期测量避雷器的泄漏电流或功率损耗，然后根据测试数据对避雷器的运行状况做出判断分析，对隐患做到早发现早处理，确保电网安全运行。目前经常采用的几种监测方法有： a）全电流法 直接在MOA接地引下线中串接电流监测仪（交流毫安表），平时将其用闸

29、刀短路，读数时则将闸刀打开，流过毫安表的电流可视为总泄漏电流。该法简便，适于在现场大量监测使用。但当阻性电流变化时，总泄漏电流的变化不是很明显、灵敏度也低。柄伸欧慎呈每倪俘长营亮倘钱杭蝇愚励汛救块驯硒埋暑施孵跃赤沟概掷丙避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 b）基波法 基波法是通过采用数学谐波分析技术从总泄漏电流中分离出阻性电流的基波值，并以此来判断金属氧化物避雷器的健康状况。 c）谐波法 由于金属氧化物的非线性特性，当在其两端加正弦波电压时，泄漏电流的阻性电流中不仅含有基波还含有谐波。对于特定的MOA，其阻性电流和谐波量的关系是可以预先找到的。这样就可以通过测量谐波达到测量MOA阻性

30、电流的目的。但当MOA两端施加的电压含有谐波时，就不能正确测量阻性电流；MOA受潮时也不能测量出来。 关于避雷器在线监测的内容在第四章有详细介绍，这里不再做太多阐述。骑宰妖绒尸汉脐宙檬入正酮爷织羹舷淀拒吱邹靡轨表此何砸谈弊踌歪疤拎避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断第三节第三节 避雷器性能分析及故障诊断避雷器性能分析及故障诊断 保护间隙的灭弧能力很差，只能熄灭中性不接地系统不大的单相接地短路电流；管式避雷器克服了保护间隙不能熄灭工频短路电流的缺陷，但也存在一些问题如：电压分布不均匀、灭弧不利的缺点、工频放电电压下降（特别是在淋雨、污秽等情况下）等缺点。相对来说，金属氧化物具有更大优越性

31、，其运行性能的可研究性价值更大，本节主要研究这种避雷器的一些相关问题。 一、金属氧化物避雷器性能一、金属氧化物避雷器性能一、金属氧化物避雷器性能一、金属氧化物避雷器性能 在系统正常电压下，如不用串联间隙，则普通sC阀式避雷器电流为几十安及数百安培，而流过氧化锌避雷器上的电流只有数百微安至1mA左右，二者可能相差几十万倍。 由于氧化锌阀片优异的非线性和良好的材质稳定性，所以可以不用串联间隙。缄佃揽掀六记网播毖渝澈萧想女揪省持霉柿兵诵抽折寻吾上其铅案棕宪杯避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 (1) MOA的性能参数 MOA的额定电压。指由动作负载试验确定的避雷器上下端子间允许的最大工频电

32、压有效值，避雷器在该电压下应能正常工作。 MOA持续运行电压。指允许持续加在避雷器两端子间的工频电压有效值，一般小于避雷器的额定电压。 MOA的伏安特性。其伏安特性曲线如图9-2所示。图图9-2 9-2 金属氧化物避雷器伏安特性金属氧化物避雷器伏安特性航及码俱名弊服织置苦什撩灼喝厩郸蛮嫩歼帖践摆刷摇活噬姑篓饮筏批涧避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 MOA的起始动作电压。在伏-安特性的低电压区段是MOA的小电流区域；在接近拐点b处，有电流为毫安级的残压值UNmA,一般取N=1，即1mA直流电流通过电阻元件时, 在其两端所测得的直流电压值，称为MOA的起始动作电压。 N值变化随ZnO元

33、件的大小组装结构而变化一般取14。 MOA的荷电率。荷电率表达式为： 早早期期MOAMOA荷荷电电率率取取40407070，随随着着制制造造技技术术的的改改进进，各各制制造造厂厂都都提提高高了了荷荷电电率率，现现在在一一般般为为8080。提提高高荷荷电电率率，能能减减少少电电阻阻片片串串联联片片数数，降降低低残残压压；但但荷荷电电率率高高了了，会会加加速速阀阀片片的的老老化化，使使用用寿寿命命缩缩短短，过过高高还还会引起事故。会引起事故。 MOAMOA的的温温度度特特性性。MOAMOA运运行行在在小小电电流流区区域域，呈呈负负的的温温度度特特性性；电电流流超超过过100mA100mA，温温度度

34、的的变变化化影影响响变变小小；电电流流超超过过100A100A，又又呈呈现现正正的的温温度特性。度特性。 MOAMOA的的老老化化特特性性。MOAMOA的的老老化化是是一一个个值值得得重重视视的的问问题题，除除了了阀阀片片本本身身老老化化外外，也也不不可可忽忽视视MOAMOA本本体体的的其其他他构构件件的的老老化化，如如内内部部构构件件的的耐压、耐热性能的老化、密封部件的老化等，都要影响其使用寿命。耐压、耐热性能的老化、密封部件的老化等，都要影响其使用寿命。悬捶美壹噬惧额它聘狄毋蝎蒙瘟眠谅蛆箱咱柠置雾租豫坏煤许棘二桅茄玄避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 由于MOA不带间隙，所以MO

35、A一接入电网就有电流通过，使元件自身发热。工作电压愈高电流愈大，发热量愈大，由于MOA阀片在小电流范围内有负的温度特性，所以温度升高，使泄漏电流增加，再加上操作、雷电、暂时过电压等冲击能量和表面污秽，这些累积效应将导致MOA热崩溃。 (2) MOA的优点 基本无续流，耐多重雷击或多次操作波的能力强。 伏安特性对称，正、负极性过电压保护水平相当。 MOA可以不用串联间隙，动作快，伏安特性平坦,残压低，不产生截波。 MOA阀片可以并联使用，因此对增大通流和降低残压都容易实现，为组装超高压避雷器提供了方便。 可以降低被保护设备的绝缘水平。 结构简单，体积小，质量轻，避雷器可采用积木式组装，较为简单。

36、住捣丙铲捅颇铡存你埠钒砰揉砌宜刻崎妖青熬翟泡葫樊樱膨劣蓄旅嚷堪郴避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 二、避雷器试验分析二、避雷器试验分析二、避雷器试验分析二、避雷器试验分析 1、绝缘电阻诊断 对无并联电阻的阀型避雷器测量绝缘电阻，主要是检查其内部元件有无受潮情况，对FS型的绝缘电阻，要求在交接时大于2500MW、运行中大于2000MW；对有并联电阻的阀型避雷器，测量绝缘电阻主要是检查内部元件的通断情况，绝缘电阻值没有规定明确的标准，对测量值进行纵横比较应没有显著的差别，如FZ型一般在300600MW。应使用2500V兆欧表来进行测量。对金属氧化锌避雷器测量绝缘电阻，主要是检查其内部元

37、件有无受潮情况，检查低压氧化锌内部熔丝是否断裂。 如果避雷器的绝缘电阻显著降低，说明避雷器密封不良，内部元件已经受潮；有并联电阻的阀型避雷器，如果绝缘电阻明显升高，说明避雷器内部的并联电阻可能发生断裂、开焊或者老化变质等情况。 测量避雷器的绝缘电阻时，还应注意以下两点。 （1）测量前要将避雷器的表面揩擦干净，防止表面潮气、尘垢和污秽等影响测量的正确性。 （2）对有并联电阻的避雷器测量的绝缘电阻，实际上是并联电阻对地的电阻值，此电阻值与温度有关。温度在535范围内时，绝缘电阻值变化不大，温度过低时，测出的绝缘电阻值将偏大，不易发现内部受潮等缺陷。因此要求测量时的室温不低于5。烯邪番娥绥摧甚泥萌帮

38、孕阿帧亩厕札赂冶础骤意封腊分淫引蹈净察副洒悉避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 2、电导电流试验 (1) 非线性系数 在进行如图93所示的电导电流试验时，要注意非线性系数这一问题。35220kV的普通阀式避雷器都是由数个标准元件组成的，须测量校核其每个元件的非线性系数是否相近。式中式中 U U2 2、I I2 2一一额定试验电压及对应的电导电流；一一额定试验电压及对应的电导电流； U U1 1、I I1 1一一一一5050额定试验电压及对应的电导电流。额定试验电压及对应的电导电流。判断标准为：判断标准为：电电导导电电流流值值应应符符合合制制造造厂厂的的标标准准，并并与与历历次次试试验

39、验数数据据对对比比，不不应应有明显的变化；有明显的变化；同一相内各串联组合元件的电导电流的最大相差值同一相内各串联组合元件的电导电流的最大相差值 而非线性系数的差值不应大于而非线性系数的差值不应大于0.050.05，FZFZ型的值一般为型的值一般为0.250.450.250.45。旬纺崩莆凉执骄庆喧精哮汛又尘徐耳援一猪难磕鹏话骤概巨培辊稽奈狗宿避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 3、温度转换 阀型避雷器并联电阻的电导电流与试验时的温度有关，所以试验时应记录温度。当夏季或冬季在室内试验装在室外的避雷器时，试验前应将避雷器在室内停放一定时间，夏季至少停放4h，冬季至少停放8h。 阀型避雷

40、器电导电流的标准规定是温度为20时的数值。温度换算按下式式中式中 I I20 20 换算至换算至2020时的电导电流（时的电导电流（ A A）；）； I It t 温度为温度为tt时，实测的电导电流（时，实测的电导电流（ A A ）；）； k k 温温度度每每变变化化1010时时，阀阀型型避避雷雷器器电电导导电电流流变变化化率率，一般取一般取k k0.050.05（西安电瓷厂产品（西安电瓷厂产品k k0.030.03；抚顺电瓷厂；抚顺电瓷厂k k 0.04 0.04） t t 测量电导电流时的实测温度（测量电导电流时的实测温度（）。）。 储徊戮选榴腿历凿攘辞料糠喳住讥画梭匣议剪屏光疹昧碴阴岛岗

41、圈晃斤棠避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 在雾天、雨天以及室温低于5时，不应测量阀型避雷器的电导电流，因为这种环境下的试验结果不能正确判断阀型避雷器的状况。 无论测量有并联电阻避雷器的电导电流，还是测量无并联电阻避雷器的泄漏电流，均应减去在相同试验电压下设备本身的泄漏电流.为此作以下要求： 试验无并联电阻阀型避雷器的泄漏电流时，试验设备本身的泄漏电流应小于5mA。 试验有并联电阻阀型避雷器的电导电流时，试验设备本身的泄漏电流应小于被试避雷器电导电流的10。 4、判断方法 （1）对无并联电阻的避雷器测量泄漏电流，可以较有效地判断避雷器是否存在密封不良和内部元件严重受潮等缺陷。内部元件

42、良好的，其泄漏电流接近零值；当泄漏电流超过10mA且比过去显著增加时，可认为内部元件有受潮。琴桃份茵倍要恒花螺忠放叭税熟庙棋绅蠢滁肚眨阴廓仅未扳颖赋墙癣抓径避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 （2）对有并联电阻的阀型避雷器，在规定的试验电压下，电导电流有一定的范围。电导电流明显增加，说明内部有受潮；电导电流明显降低，可能并联电阻有断裂或开焊，发现上述情况，均应查明原因后进行处理。 （3）阀型避雷器的电导电流标准，由制造厂家提供。因此，标准随型式、制造厂家和出厂时间的不同而有不同数值，应预先查明，以便比较，并做出正确判断。 （4）串联组合安装的各避雷器元件，其各个标准元件的非线性系数要

43、求在0.350.45之间,串联组合时彼此相差不应大于0.05。 （5）对于金属氧化锌，要求和初始值比变化 ；测0.75U1mA下的泄漏电流是检查长期允许工作电流是否符合要求，要求 。尸氯躯淄迷钳弄爸需被旭淹慎挽串馏售辜束柬秆咐钎氏换返哀另积梧副坷避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 三、避雷器检查维护及故障处理三、避雷器检查维护及故障处理三、避雷器检查维护及故障处理三、避雷器检查维护及故障处理 1、对避雷器检查维护 1.1避雷器的检查项目 避免避雷器发生故障，应对避雷器进行必要的检查，检查项目如下： （1）在日常运行中，检查设备外观是否完整无损,外绝缘表面是否清洁,因为当瓷套表面受到严

44、重污染时，将使电压分布很不均匀。在有并联分路电阻的避雷器中，当其中一个元件的电压分布增大时，通过其并联电阻中的电流将显著增大，则可能烧坏并联电阻而引起故障。此外，也可能影响阀型避雷器的灭弧性能。因此，当避雷器瓷套表面严重污秽时，必须及时清扫。 （2）检查避雷器有无异常震动，异常音响及异味。若有此现象，应及时将其停运，进行详细的检查试验，以免发生事故。 （3）检查避雷器接地引线是否良好，有无烧伤痕迹和断股现象以及记数器是否完好无损。通过这一面的检查，很容易发现避雷器的隐患，因为在正常运行下，避雷器动作以后，通过接地引下线和记数器中的是雷电流很小、时间很短的工频续流，所以除了放电记数器的指示数字变

45、动外，一般不会产生烧损的痕迹。当避雷器内部金属阀片存在缺陷或不能灭弧时，则通过的工频续流的幅值和时间都会增大，因此在接地引下线的连接点上会产生烧伤的痕迹，或使放电计数器内部烧黑或烧坏。当发生上述情况，应立即将避雷器停止运行，并进行详细的电气试验，以免发生事故。翠悯忆贼炼布恃迂悍酿沾屹啡斑盾钎刁格畦勺揪想爱惰潮咙视亏音趟烁晚避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 （4）检查避雷器上端引线处密封是否良好，避雷器密封不良会进水受潮易引起事故，因而应检查瓷套与法兰连接处的水泥接合缝是否严密，若有一裂缝或防水罩破裂应进行更换，对10千伏阀型避雷器上引线处可加装防水罩，以免雨水渗入； （5）检查避雷

46、器引线端子是否过热，或出现火花，接头螺栓有无松动现象。若有此现象易引起线路和避雷器故障，严重的还会使避雷器发生爆炸。 （6）检查避雷器雷雨后记数器的动作情况，并作好记录。对装有在线监测仪的避雷器读数进行分析，以早期发现设各缺陷，把事故消除在萌芽状态。同时应检查避雷器表面有无闪络放电痕迹，各部引线有无松动。 （7）避雷器的绝缘电阻应定期进行检查。测量时应用2500伏绝缘摇表，侧得的数值与以前一次的结果比较，无明显变化时可继续投入运行。绝缘电阻显著下降时，一般是由密封不良而受潮或火花间隙短路所引起的，当低于合格值时，应作特性试验；绝缘电阻显著升高时，一般是由于内部并联电，阻接触不良或断裂以及弹簧松

47、驰和内部元件分离等造成的。 （8）为了能够及时发现避雷器内部缺陷，一般应安排在每年雷雨季节前进行一次预防性试验，对泄漏电流,工频放电电压大于或小于标准值及其他电气试验不合乎要求时，应查找原因并进行检修。散堕唬拔萨密力铅焊讫岗矩媒邹脖荧躯二酌搂儿剧茶渺惠肥绥娶芍箕崩潦避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 1.2对避雷器的维护 (1)避雷器维护可结合避雷器预防性试验进行，每年的雷雨季节前，临时性的检修根据运行中的缺陷及时进行。 (2)避雷器本体外观维护检查。清除瓷套外表积污，注意不得刮伤釉面，瓷套外表应清洁无积污；若瓷套径向有穿透性裂纹，外表破损面超过单个伞裙10%或破损总面积虽不超过单伞

48、10%,但同一方向破损伞裙多于二个以上者，应进行更换。清扫外表积污与锈蚀，外表应清洁，无积污、无锈蚀。 (3)避雷器一次引线连接维护。检查接线端子有无过热，一次接线端子接触面尤氧化层，紧固件齐全，连接可靠，检查一次引线紧固件是否己按要求紧固，缺少的螺栓垫圈应补全。 (4)避雷器接地引下线维护。接地应可靠，发现接触不良应清除锈蚀后紧固，接地线应完好，无断股现象。 (5)避雷器放电计数器的维护。检查计数器有无损坏，并对其进行复零，对计数器动作次数过多的应护以更换。蹦碧淤瞅闲泻痕佩胁咳稚琉井饺惩鳖啮肃蹋遭瓶时岳危敝佛闸纶执磋哼谓避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 2、MOA避雷器的安装 (

49、1)首先将避雷器底座固定于避雷器基座上，再安装避雷器元件，220kV系列避雷器推荐底座安装高度2.5m以上。 (2)由上、下节元件串接组成的避雷器，220kV系列可依次将底座、连接板、避雷器下节、连接板、避雷器上节用螺栓连接牢固；110kV及中性点系列可依次将底座、避雷器卜节、排气罩、避雷器上节、防雨铁帽用螺栓连接牢固。注意上、下节型号、编号一致，配套安装，不可反接和倒装，不允许两,连接后吊装。 (3)避雷器应垂直安装不得倾斜，其中心沿垂线的偏斜量不大于全高的2%，引线要连接牢固，避雷器上接线端子不得受力。接地引下线与被保护设各的金属外壳应可靠地与接地网连接。 (4)为防止其正常运行或雷击后发

50、生故障，影响电力系统正常运行，避雷器安装位置要处于跌开式熔断器保护范围之内。漫瘟镇半烩逸胃裕究恳汲酉哩萄辕刘坡跳迫嘲婆聘额雁户盔桓昂椿羽迪噎避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断 3、MOA避雷器的故障处理 氧化锌避雷器比阀型避雷器有着更优越的性能，正常情沉下不易发生故障，因此一旦出现异常现象，应立即对异常现象进行分析判断，并及时采取措施进行故障处理。 (1)当发生下列情况之一时，应立即将避雷器停用，并更换合格的避雷器：瓷套严重裂纹、破损，避雷器有严饭放电，己威胁安全运行时;避雷器内部有严重异音、异味、冒烟或着火;本体或引线端子有严重电过热时。 (2)避雷器在运行中突然爆炸，这种情况下，当尚未造成永久性接地，可在雷雨过后，拉开故障相的隔离开关将避雷器停用，并及时更换合格的避雷器。若爆炸后已引起系统永久性接地，则禁止使用隔离开关来操作故障的避雷器。 (3)避雷器动作指示器内部烧黑或烧毁，接地引下线连接点烧断，泄漏电流增大，以上这些异常现象，应及时对避雷器做电气试验。胡橙琵满付主奢节梗葛窝冉旧谢鸥唉纳壮腿督壬胎哗赏只全海炬疥勃侗傈避雷器的试验与状态诊断避雷器的试验与状态诊断