1、金屬氧化物避雷器簡(jiǎn)介1.1、避雷器的作用避雷器的作用：避雷器是用來保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個(gè)電器。項(xiàng)目九：金屬氧化物避雷器試驗(yàn)圖9.1避雷器保護(hù)原理

避雷器連接在線纜和大地之間，通常與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。避雷器可以有效地保護(hù)設(shè)備，一旦出現(xiàn)不正常電壓，避雷器將發(fā)生動(dòng)作，起到保護(hù)作用。當(dāng)線纜或設(shè)備在正常工作電壓下運(yùn)行時(shí)，避雷器不會(huì)產(chǎn)生作用，對(duì)地面來說視為斷路。一旦出現(xiàn)高電壓，且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而限制電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣。當(dāng)過電壓消失后，避雷器迅速恢復(fù)原狀，使線路正常工作。

避雷器的主要作用是通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用，對(duì)入侵流動(dòng)波進(jìn)行削幅，降低被保護(hù)設(shè)備所受過電壓值，從而起到保護(hù)通信線路和設(shè)備的作用。避雷器不僅可用來防護(hù)雷電產(chǎn)生的高電壓，也可用來防護(hù)操作高電壓。1.2、避雷器的結(jié)構(gòu)圖9.2避雷器

避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。避雷器的主要類型有管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等。每種類型避雷器的主要工作原理是不同的，但是它們的工作實(shí)質(zhì)是相同的，都是為了保護(hù)設(shè)備不受損害。管型避雷器：管型避雷器實(shí)際是一種具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙，它由兩個(gè)串聯(lián)間隙組成，一個(gè)間隙在大氣中，稱為外間隙，它的任務(wù)就是隔離工作電壓，避免產(chǎn)氣管被流經(jīng)管子的工頻泄露電流所燒壞；另一個(gè)裝設(shè)在氣管內(nèi)，稱為內(nèi)間隙或者滅弧間隙，管型避雷器的滅弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)。這是一種保護(hù)間隙型避雷器，大多用在供電線路上作避雷保護(hù)。閥型避雷器：閥型避雷器由火花間隙及閥片電阻組成，閥片電阻的制作材料是特種碳化硅。利用碳化硅制作的發(fā)片電阻可以有效地防止雷電和高電壓，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)有雷電高電壓時(shí)，火花間隙被擊穿，閥片電阻的電阻值下降，將雷電流引入大地，這就保護(hù)了線纜或電氣設(shè)備免受雷電流的危害。在正常的情況下，火花間隙是不會(huì)被擊穿的，閥片電阻的電阻值較高，不會(huì)影響通信線路的正常通信。氧化鋅避雷器：氧化鋅避雷器是一種保護(hù)性能優(yōu)越、質(zhì)量輕、耐污穢、性能穩(wěn)定的避雷設(shè)備。它主要利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時(shí)流過避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布?jí)）；當(dāng)過電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果。這種避雷器和傳統(tǒng)避雷器的差異是它沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用。其結(jié)構(gòu)如所示。圖9.3氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)氧化物避雷器最主要的原件是閥片，閥片用氧化鋅（ZnO）為主要材料，摻以少量其他金屬氧化物添加劑經(jīng)高溫焙燒而成，具有良好的非線性壓敏電阻特性，因此又叫壓敏避雷器。1.3、金屬氧化物避雷器的參數(shù)(1)額定電壓UR。額定電壓是指在保證避雷器能夠可靠工作的條件下，其兩端允許施加的最大工頻電壓有效值，即在氧化鋅閥片上施加此時(shí)工頻過電壓時(shí)，避雷器仍能正常工作，不發(fā)生熱崩潰，特性不變。此額定電壓與碳化硅避雷器的滅弧電壓相對(duì)應(yīng)，但含義不同，它與熱負(fù)荷有關(guān)。額定電壓表征氧化鋅避雷器對(duì)工頻過電壓的耐受能力。

(2)持續(xù)運(yùn)行電壓Uc。持續(xù)運(yùn)行電壓是指允許連續(xù)加在避雷器兩端的最大工頻電壓有效值。避雷器吸收過電壓能量后溫度升高，在此電壓下應(yīng)能正常冷卻，不發(fā)生熱崩潰。它應(yīng)小于額定電壓而大于或等于系統(tǒng)最大工作相電壓。該電壓決定了避雷器長(zhǎng)期工作的老化性能。

(3)持續(xù)運(yùn)行電流（Ic）。指在持續(xù)運(yùn)行電壓下，流過避雷器的電流，包含阻性電流分量和容性電流分量，持續(xù)電流隨溫度的變化而變化，并受對(duì)地雜散電容的影響。(4)起始動(dòng)作電壓（參考電壓）（Uref

）。直流參考電壓（Uref.dc）：避雷器直流參考電流是其伏安特性曲線拐點(diǎn)附近的某一電流值，其值大約為1mA。在直流參考電流下測(cè)出的避雷器的直流電壓平均值。直流1mA參考電壓（U1mA）值一般等于或大于避雷器的額定電壓的峰值。工頻參考電壓（Uref.ac）：在避雷器通過工頻參考電流時(shí)測(cè)出的避雷器的工頻電壓最大值除以

2。通常Uref低于或接近于“拐點(diǎn)”，高于Ur。Uref.ac的作用是選擇試品，對(duì)于用戶作為監(jiān)控運(yùn)行情況的參考。(5)0.75倍直流參考電壓下泄漏電流。0.75U1mA下漏電流一般不超過50

A。多柱并聯(lián)和額定電壓216kV以上的避雷器漏電流由制造廠和用戶協(xié)商規(guī)定。(6)標(biāo)稱放電電流（In）。用來劃分避雷器等級(jí)的、具有8/20μs波形的雷電沖擊電流峰值。有1.5、2.5、5、10、20kA五個(gè)等級(jí)，前三級(jí)分別與中性點(diǎn)、電機(jī)型避雷器、電容型避雷器等相對(duì)應(yīng)，電站用避雷器一般用后三個(gè)等級(jí)。(7)殘壓（峰值）。放電電流流過避雷器時(shí)其端子間出現(xiàn)的電壓峰值（如表9.1所示）。

(8)壓比（保護(hù)比）。

避雷器的保護(hù)性能一般以壓比（=殘壓/參考電壓）來說明，壓比愈小，則避雷器的保護(hù)性能愈好。雷電沖擊殘壓與參考電壓之比，例如10kA壓比為U10kA/U1mA。目前產(chǎn)品的保護(hù)比約為1.6～2.0。氧化鋅避雷針有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

氧化鋅避雷器的通流能力大、氧化鋅避雷器的保護(hù)特性優(yōu)異、氧化鋅避雷器的密封性能良好、氧化鋅避雷器的機(jī)械性能、氧化鋅避雷器的良好的解污穢性能、氧化鋅避雷器的高運(yùn)行可靠性、工頻耐受能力強(qiáng)。2金屬氧化物避雷器絕緣預(yù)防性試驗(yàn)2.1金屬氧化物避雷器試驗(yàn)的目的和意義

現(xiàn)行交流系統(tǒng)實(shí)用的避雷器，其試驗(yàn)基本可分為六類，即：

型式試驗(yàn)：型式試驗(yàn)是產(chǎn)品全項(xiàng)特性的試驗(yàn)，是用來檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性及其該產(chǎn)品在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下運(yùn)行的適應(yīng)性。

出廠試驗(yàn)：出廠試驗(yàn)主要測(cè)試以下5各方面：1）.直流1mA參考電壓；2）.直流泄露電流；3）交流1mA參考電壓；4).阻性電流、全電流;5).局部放電—局部放電發(fā)生器和工頻放電發(fā)生器

抽樣試驗(yàn)：運(yùn)行3~5年后的線路避雷器可進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，抽樣避雷器進(jìn)行直流試驗(yàn)，如抽樣避雷器試驗(yàn)不滿足要求，要求對(duì)同批次避雷器加大抽樣比例，如仍出現(xiàn)一支不合格，應(yīng)擴(kuò)大同批次避雷器試驗(yàn)，確定是否能夠繼續(xù)運(yùn)行。定期試驗(yàn)：對(duì)運(yùn)行中的避雷器進(jìn)行定期檢查、試驗(yàn)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要做:

1):測(cè)量絕緣電阻；2):測(cè)量直流1mA以下的電壓及75%該電壓下的泄漏電流；3):測(cè)量運(yùn)行電壓下的交流泄漏電流。驗(yàn)收試驗(yàn)：驗(yàn)收試驗(yàn)

當(dāng)訂貨者在訂貨協(xié)議中規(guī)定有驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，則應(yīng)抽取最接近供貨避雷器數(shù)量立方根又小于立方根的整數(shù)進(jìn)行下列試驗(yàn)：

a）外觀檢查：檢查外觀、名牌及其附件有無缺少或損壞；b）在持續(xù)運(yùn)行電壓下，測(cè)量通過避雷器（或元件）的全電流和阻性電流；c）對(duì)整只避雷器施加工頻電壓或直流電壓，測(cè)量避雷器的工頻參考電壓或直流參考電壓及0.75倍直流1mA參考電壓下漏電流；

d）避雷器的殘壓試驗(yàn)；

e）避雷器的局部放電試驗(yàn)；

f）進(jìn)行密封試驗(yàn)

運(yùn)行中預(yù)防性試驗(yàn)：為能及時(shí)發(fā)現(xiàn)避雷器運(yùn)行中可能潛伏的各種缺陷與隱患，因而必須按規(guī)程規(guī)定，對(duì)避雷器進(jìn)行周期性的預(yù)防性試驗(yàn)，確保避雷器安全掛網(wǎng)運(yùn)行，避免因避雷器的故障而造成跳閘或停電事故。目的和意義：

避雷器在制造過程中可能存在缺陷而未被檢查出來，如在空氣潮濕的時(shí)候或季節(jié)裝配出廠，預(yù)先帶進(jìn)潮氣在運(yùn)行過程中受損，內(nèi)部瓷碗破裂，外部瓷套碰傷；在運(yùn)輸中受潮，瓷套端部不平，滾壓不嚴(yán)。密封橡膠墊圈老化變硬，瓷套裂紋都可以通過預(yù)防性試驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)，從而防止避雷器在運(yùn)行中的誤動(dòng)作和爆炸等事故序號(hào)項(xiàng)目周期要求說明

1

絕緣電阻1．發(fā)電廠、變電站避

雷器每年雷雨季節(jié)前

2．必要時(shí)1.35kV以上，不低于

2500Mfl

2.35kV以下，不低于

1000MC1

采用2500V及以上絕緣電阻表

2

直流ImA電壓(U1mA)

及0.75UimA下的泄漏

電流

1．發(fā)電廠、變電站避

雷器每年雷雨季節(jié)前

2．必要時(shí)

1．不得低于GB11032-

2000《交流無間隙金屬氧化物

避雷器》規(guī)定值

2．UimA實(shí)測(cè)值與初始值或

制造廠規(guī)定值比較，變化不應(yīng)

大于±5%

3.0.75UimA下的泄漏電流

不得大于50luA

1．要記錄試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫

度和相對(duì)濕度

2．測(cè)量電流的導(dǎo)線應(yīng)使用

屏蔽線

3．初始值是指交接試驗(yàn)時(shí)

的測(cè)量值

3

運(yùn)行電壓下的交流泄

漏電流1．新投運(yùn)室外llokV

及以上者投運(yùn)3個(gè)月后測(cè)

量1次；以后每半年1

次；運(yùn)行1年后，每年雷

電季節(jié)前1次

2．必要時(shí)測(cè)量運(yùn)行電壓下的全電流、

阻性電流或功率損耗，測(cè)量值

與初始值比較，有明顯變化時(shí)

應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，當(dāng)阻性電流增加

l倍時(shí)，應(yīng)停電檢查應(yīng)記錄測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度、

相對(duì)濕度和運(yùn)行電壓。測(cè)量

宜在瓷套表面干燥時(shí)進(jìn)行。

應(yīng)注意相間干擾的影響

4

工頻參考電流下工頻

參考電壓

必要時(shí)

應(yīng)符合GB11032-2000

《交流無間隙金屬氧化物避雷

器規(guī)定》或制造廠規(guī)定1．測(cè)量環(huán)境溫度20℃±

15℃

2．測(cè)量應(yīng)每年單獨(dú)進(jìn)行，

整節(jié)避雷器有一節(jié)不合格者，

應(yīng)更換該節(jié)避雷器（或整節(jié)

更換），使該節(jié)避雷器為合格2.2金屬氧化物避雷器試驗(yàn)的項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)金屬氧化鋅避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期及要求見表9.2所示2.3金屬氧化物避雷器實(shí)驗(yàn)的方法及結(jié)果分析1）測(cè)量絕緣電阻測(cè)量的接線圖和設(shè)備實(shí)物分別見圖9.4和圖9.5。兆歐表選擇：35kV以上電壓：用5000V兆歐表，絕緣電阻不小于2500MΩ；35kV及以下電壓：用2500V兆歐表，絕緣電阻不小于1000MΩ；低壓（1kV以下）：用500V兆歐表，絕緣電阻不小于2MΩ。

試驗(yàn)周期：a）交接時(shí)b）3－6年c）必要時(shí)

試驗(yàn)?zāi)康模簷z查是否受潮或者是否劣化，確定其動(dòng)作性能是否符合產(chǎn)品性能要求判斷標(biāo)準(zhǔn)：U1mA實(shí)測(cè)值與出廠或初始值變化小于5％,0.75倍U1mA下泄漏電流不大于50μA.圖9.4試驗(yàn)接線圖圖9.4試驗(yàn)設(shè)備注意事項(xiàng)：記錄環(huán)境溫度和濕度，閥片的溫度系數(shù)一般為0.05～0.17%，必要時(shí)候該