氧化锌避雷器检测技术分析

氧化锌避雷器检测技术分析
【摘要】文中阐述了金属氧化物避雷器测试的必要性及其对电力系统的影响，介绍了金属氧化物避雷器的停电、带电检测技术及在线监测，分析了试验中可能出现的问题及解决问题的技术措施、注意事项。

【关键词】避雷器；检测技术；问题分析；技术措施；注意事项
0.前言
避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。

主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。

金属氧化物避雷器（简称moa）由于具有优良的非线性和大通流容量等优点，从而在电网中得到了广泛的使用。

为保证金属氧化物避雷器（moa）的安全运行，必须测试金属氧化物避雷器的电气性能。

目前，检测避雷器的方法主要有周期性停电预试、带电测试和在线监测等。

本文重点介绍周期性停电预试和带电测试的应用情况，并对其进行了比较，分析测试中出现的有关问题。

1.氧化锌避雷器测试必要性
1.1氧化锌避雷器由于取消了串联间隙，长期承受系统电压，过电流的影响。

电流中的有功分量导致阀片发热，引伏安特性的变化，长期作用的结果会导致阀片老化，甚至热击穿。

1.2氧化锌避雷器受到冲击电压的使用，阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。

1.3氧化锌避雷器内部受潮或绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时会导致内部放电。

1.4氧化锌避雷器受到雨、雪、凝露或灰尘的污染，由于内外电压分布不同而使内部阀片与外部瓷套之间产生较大电位差，导致径向放电现象发生。

为了及时发现氧化锌避雷器的运行状况，根据dl/t 596-1996《电力设备预防性试验规程》中的相关规定，在发电厂、变电所避雷器每年雷雨季来临前，我们必须对氧化锌避雷器进行相关测试，如测试绝缘电阻、直流1ma下的电压u1ma及0.75u1ma下的泄漏电流、运行电压下的交流泄漏电流、底座绝缘电阻、放电计数器动作检查。

必要时，还要进行工频参考电流下的工频参考电压的测试。

以上试验除了运行电压下的交流泄漏电流，其余均为停电测试。

2.氧化锌避雷器停电检测技术问题
2.1试验的方法和步骤
2.1.1绝缘电阻测试
（1）使用2500v及以上兆欧表，摇测避雷器的绝缘电阻。

《电力设备预防性试验规程规定》35kv以上绝缘电阻不低于2500mω；35kv及以下绝缘电阻不低于1000mω。

（2）用接地棒接地线对避雷器充分放电
2.1.2直流1ma下的电压u1ma及0.75u1ma下的泄漏电流测量。

《电力设备预防性试验规程规定》避雷器直流1ma下的电压数值不应该低于gb11032中的规定数值；u1ma实测值与初始值或制造
厂规定值比较，变化不应大于±5%；0.75u1ma下的泄漏电流不应大于50μa。

其中初始值系指交接试验或投产试验时的测量值。

如发现试验数据虽未超过标准要求，但与初始值比较明显变化时应加强分析，并且在确认数据无误的情况下加强监视，观察运行时全电流的变化并增加带电测试的次数等。

2.2注意事项
2.2.1将避雷器瓷套表面擦拭干净。

2.2.2采用高压直流发生器进行试验接线（选用的试验设备额定电压应高于被试避雷器的直流1ma电压），泄漏电流应在高压侧读表，测量电流的导线应使用屏蔽线。

2.2.3升压。

在直流泄漏电流超过200μa时，此时电压升高一点，电流将会急剧增大，所以应放慢升压速度，在电流达到1ma时，读取电压值u1ma，并测取0.75u1ma下的泄漏电流。

2.2.4降压。

待电压表指示基本为零时，关闭电源。

用放电棒对避雷器放电，挂接地线，拆试验接线。

2.2.5记录试验时的环境温度和相对湿度。

2.3注意事项
2.3.1由于无间隙金属氧化物避雷器表面的泄漏原因，在试验时应尽可能地将避雷器瓷套表面擦拭干净。

如果试验直流1ma下的电压仍然不合格，应在避雷器瓷套表面装一个屏蔽环，让表面泄漏电流不通过测量仪器，而直接流入地中。

2.3.2避雷器工频参考电流下的工频参考电压必须大于避雷器
的额定电压。

2.3.3测量时应记录环境温度，阀片的温度系数一般为0.05%～0.17%，即温度升高10℃，直流1ma电压约降低1%，所以如果在必要的时候应该进行换算。

以免出现误判断。

2.3.4必须保证工作现场氧化锌避雷器接地良好，否则可能出现电压高，而泄露电流升不上去的现象发生；如果强升，则有可能烧毁仪器设备。

2.3.5必须保证工作现场的试验设备，即直流高压发生器接地处接地良好，否则会造成电压升高时，泄露电流升不上去的现象；如果强升，则有可能烧毁仪器设备。

2.3.6必须保证工作现场相邻设备或导线与试验设备保持足够
的安全距离，安全距离不够，可能造成被试设备对相邻设备放电，从而损坏设备。

如在工作现场加压时，尤其是对35kv以上的避雷器加压时，如果避雷器高压端与上面的导线距离不够远，可能在加压时对上端导线产生感应电流，感应电流的存在，可导致直流发生器处电压虽然逐渐升高，但电流上升缓慢，直流发生器容量达不到，从而损坏设备。

2.3.7试验中的环境温度宜为20±15℃，多节避雷器应该对每节单独进行试验，如果某相中有一节不合格，应更换该节避雷器。

2.3.8试验中尤其应该注意由于试验电压对于避雷器而言相对
较高（超过额定电压），所以在到达工频参考电流时应该缩短试验时间，施加工频参考电压的时间应严格控制在10s以内。

3.氧化锌避雷器带电检测技术问题
3.1试验方法和步骤
3.1.1取电压信号
从pt一次侧取电流信号，应将带电测试仪的电流信号线接避雷器的下端；
3.1.2取电流信号
从pt二次侧取电压信号，电压应为相电压大约57v.
3.1.3启动仪器、加压，读取避雷器泄漏电流（全电流、阻性电流、容性电流、有功损耗）。

3.1.4记录或打印数据。

对于读数有疑问的数据进行分析、处理。

3.1.5降压、断开电源，挂接地线，拆除试验接线。

3.2使用测试仪时的注意事项：
3.2.1对于pt二次中性点直接接地系统，从pt二次侧取电压信号，电压应为相电压大约57v；对于pt二次中性点不直接接地系统，即pt二次中性点经过一击穿保险接地的系统，应从击穿保险上侧取电压信号，电压为相电压大约57v。

3.2.2接线时注意不要把电压信号输入线和电流信号输入线接反，如果将电流信号输入线接至pt二次侧或者试验变压器测量端，则可能会烧毁仪器。

3.2.3在有输入电压和输入电流的情况下，切勿插拔测量线，以免烧坏仪器。

3.2.4仪器工作不正常时，请首先检查电源保险是否熔断。

更换
型号一致的保险后方可继续试验。

应仔细检查分析仪器工作不正常的原因并及时与厂家联系。

3.3判断方法；
3.3.1该试验主要的判断方法是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。

判断氧化锌避雷器阀片是否发生老化或受潮，通常观察正常运行流过氧化锌阀片的阻性泄漏电流的变化，即观察阻性泄露电流是否增大作为判断依据。

阻性电流在正常运行电压下，一般只有几十微安，占全电流的10%～20%，因此可以观察试验结果中阻性泄露电流是否增大。

容性电流在正常运行电压下，一般有几百微安，占全电流的比例很大。

3.3.2当氧化锌避雷器发生受潮缺陷时，阻性电流增加，一般很容易通过全电流的变化发现。

现场运行经验表明，当全电流增大一倍以上，避雷器受潮情况就很严重了。

4.在线监测技术
避雷器在线监测系统主要应用于变电站氧化锌避雷器的在线监测与智能诊断。

为运行检修人员提供可靠的设备绝缘信息和科学的检修依据，从而达到减少生产事故发生，延长检修周期，减少停电检修次数和检修时间，提高设备利用率和整体经济效能的目的监测参数：目前有些变电所使用的监测器只能监测运行状态下氧化锌避雷器的全电流、动作次数，而只凭全电流还是无法确准氧化锌阀片的老化状况，这时则需要我们带电检测或停电检测氧化锌
避雷器，才能确准氧化锌阀片的运行状况；现在一些新型的监测器可监测运行状态下氧化锌避雷器的全电流及其阻性分量、动作次数、动作时间等，有的是具有rs485双向通讯功能的避雷器监测器，可将避雷器运行参数：全漏电流、阻性电流，动作次数、动作时间等记录并随时传输主控室。

从而可提前发现事故隐患，避免发生事故。

5.放电计数器试验
在测量避雷器时，一般都要测试一些放电计数器的性能，或把放电计数器复零位。

我们可以采用专门的放电计数器测试仪器或者采用并联电容充放电的方法，测试3～5次。

6.结语
氧化锌避雷器（moa）虽然以优越的非线性伏安特性、低残压、无工频续流、反应速度快等优点，逐渐取代了其它类型的避雷器，并在电力系统各种电压等级中得到了广泛的应用。

但是不论何种避雷器都会因长期工作在运行电压下，并多次承受各种过电压的冲击，以及因避雷器阀片受潮、老化等原因使避雷器整体性能逐渐下降，从而造成高故障率。

因此，为保证避雷器在良好的状态性能下工作，确保电网安全运行，必须对其运行状态进行在线监测或试验检测。

参考文献：
[1]江苏电力工业局编. 电气试验技术培训教材[tm]. 北京：中国电力出版社， 1998.9.
[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[tm].北京：中国水利水电出版社，2009.11.
[3]能源部电力公司.电力设备预防性试验规程[tm]. 北京：中国电力出版社， 1998.9.。