避雷器阻性电流测试说明

避雷器阻性电流测试技术说明

1 范围

本技术说明规定了避雷器阻性电流在线监视仪（以下简称监视仪）的适用范围、技术要求、试验方法、检验规则。

本技术说明适用于交流电力系统中与金属氧化物避雷器（标称放电电流20kA及以下、额定电压500kV及以下）相串联用的监视仪。监视仪可显示金属氧化物避雷器的动作次数和阻性泄漏电流值。

2 规范性引用文件

GB11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器

GB3797-89 电控设备第二部分装有电子器件的电控设备

GB4208-1993 外壳防护等级

GB/T17626.5--1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

JB2440-1991 避雷器用放电计数器

3 基本测试功能：

1）测量避雷器的全电流功能(有效值)

2）测量避雷器的阻性电流功能(峰值)

3）记录避雷器放电次数记录功能

4 监视仪的测试使用条件

1)环境温度+50°C —-10°C

2)相对湿度≤85% （25°C）

3)海拔高度≤1000米

4)使用场所户内、户外

5)耐太阳光辐射

6)被检测系统电源频率： 50HZ 48-52HZ

60HZ 58-62HZ

7)可使用在高电场场合

5 仪器特性指标：

1）测量精度：全电流Ix（有效值）测量精度±3.0%

阻性电流Ir（峰值）测量精度±10.0%

2）泄漏电流测量有效范围: 0.1 —5.0 mA

3）放电电流次数记录动作电流：30A —10KA

4) 电流传感器标称放电电流下残压: 10KA等级≤1500V

20KA等级≤2500V

5) 工作电源: 24VDC±10%(仅对有源仪器适用)

6) 监视仪在规定的放电电流范围内任意值作用下应能准确地计数,二次放电电流的时间间隔应不小于1s。

6 试验方法

1）测量精度试验

在有效测量信号范围内，任意模拟避雷器的泄漏电流输入该系统，并进行7次重复测量，其测量结果的误差率应在规定范围内。

AC

图中：

信号源：SB-868型多功能校准仪

C：333K 250V CJ8

R：DNR 7D101

A：交流电流表，测量范围0~20mA，准确度等级0.5级

2）动作性能试验

动作性能试验分上限动作电流下的动作性能试验和下限动作电流下的动作性能试验，上限动作电流下的性能试验按JB2440第6.3.2条规定进行，下限动作电流下的动作性能试验按JB2440第6.3.1条规定进行。

3）环境温度性能试验

环境温度性能试验按GB3797第4.13的规定进行。

其中：TA= 50℃；T0= -10℃；tS= 60min。

4）抗电磁干扰试验

电快速瞬变干扰试验

在工作电源上叠加2000V的尖脉冲试验电压，并按GB3797第4.14.1.1的规定进行试验。

●静电放电干扰试验

施加2000V的静电放电电压，并按GB3797第4.14.2的规定进行试验。

●辐射电磁场干扰试验

在5kV/m电场强度的电磁中，并按GB3797第4.14.2的规定进行试验。

●浪涌（冲击）抗扰度试验

以GB/T17626.5试验等级4规定进行试验。

氧化锌避雷器测量阻性电流技术的研究

1．现状：

当前，对避雷器的状态监测的有效手段之一是在线检测，在线检测通常采用以下的

措施来监测避雷器性能的变化：

1）测量避雷器在运行电压下的全电流变化。

2）测量流过避雷器阻性电流的变化监测避雷器性能的变化。

目前普遍采用的方法是测量避雷器的全电流，具体是在110KV等级及以上的避雷器的下端接地回路上安装泄漏电流监视仪，通过定时人工巡视来监视泄漏电流的大小与变化趋势或将数据远传到检测中心进行统一分析，通过记录全电流读数来判断避雷器的老化和绝缘损坏程度。

然而这些测量方法所得到的全电流中包含了避雷器表面的泄漏电流、内部的泄漏电流以及本体电容电流等的总和，它不能有效反映避雷器内部绝缘（支架绝缘、内壁绝缘、氧化锌片的质量……等）的真实运行情况。

因此，如何测量正确，这对运行部门来说是非常关心的问题，也是需要研究解决的技术问题。

2．技术问题：

1）在运行电压下流过避雷器的泄漏全电流包含了阻性泄漏电流分量、容性泄漏电流分量两部分。在避雷器处于正常运行电压状态下阻性电流分量远远小于容性分量，一般阻性泄漏电流分量占全电流的比例不会超过10—15%的数值，所以阻性分量即使增加一倍，全电流的变化不会超过5.0%。所以采用全电流的测量方法，就不能有效监视避雷器的内部性能劣化的趋势。

2）在运行电压下的测量，由于运行电压的变化幅度将达到大于5%以上，所以产生的全电流的变化由于电容分量的线性变化影响使测量全电流数值的结果也有5%以上幅度的变化，从而淹没了由于阻性电流变化而引起上面提到的全电流变化5.0%的比例。

3）如果避雷器在运行中由于内部元件发生劣化，引起阻性泄漏电流的增加，即有功损失分量不断加大，如此继续劣化下去，达到一定程度后会导至避雷器的热崩溃，若不能迅速将不正常的避雷器及时退出运行，很可能在一段时间内（几月、天或数小时）发生爆炸，引发大面积电力事故的判断依据无法知道。

分析一般引起避雷器阻性泄漏电流增加的原因有下面主要方面：

1）避雷器的内部受潮而产生的内部绝缘下降避雷器在制造中由于在正常的气候条

件下进行组装，留存有一定的湿度。

避雷器内部的绝缘材料的吸潮性或者

内部有潮气而没有将其排除进行组

装，投入运行以后缓慢的释放。

本体本身与密封口的呼吸作用。

外瓷套本身材料老化或者呼吸作用。

2）避雷器的氧化锌片本体在通流负载下质量发生变化大雷电流冲击引起积累效应。

高内过电压冲击。

长期运行电压下的自然老化。

氧化锌片的通流容量与实际

的通流量不符合加剧老化。

据资料反映，在避雷器损坏的统计中是由于内部受潮所引起的比例达到总故障数50%以上，而氧化锌片的劣化所引起的事故大约占30%不到（法国电力公司统计为大约是17%）。

要解决这些问题，除了制造厂在元件及制造工艺上提高固然很重要外，对于运行部门如何加强对避雷器在运行中的检查即在线检测也至关重要，若能及时发现避雷器的劣化趋势，就可尽快采取措施或将避雷器退出运行，达到预防事故的发生。

3．通过试验证明阻性电流反映的可靠度：

下面将避雷器的泄漏电流进行了一组试验，数据如表3所示：