避雷器的试验方法及标准

避雷器的试验方法及标准避雷器是在电力系统中广泛使用的保护装置，避雷器连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效地保护电气系统和各种设备，一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。当电气设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气系统和设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使电气设备正常工作。因此，避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护电力系统和设备的作用。另外，避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作过电压。所以说，避雷器是电力系统中不可或缺的保护装置，其重要性是不言而喻的，其能否正常的投入使用就需要对其进行必要的检查和试验来确定，现就避雷器的试验方法，项目和标准进行进一步的讲解。一 避雷器绝缘电阻的测定对阀式避雷器测量绝缘电阻，应使用2500V兆欧表，对无并联电阻的阀式避雷器测量绝缘电阻，主要是检查内部元件有无受潮情况，对于无并联电阻的阀式避雷器测量绝缘电阻，主要是检查其内部元件的通断情况，因此测出的绝缘电阻与避雷器的型号有关。没有并联电阻的避雷器，如FS型避雷器的绝缘电阻，要求在交接时应大于2500兆欧，运行中应大于2000兆欧，有并联电阻的避雷器，如FZ.FCZ 和FCD避雷器的绝缘电阻，没有规定明确的标准，但测的值与前一次或同型号的测量数据相比，应没有显著的变化。阀式避雷器的绝缘电阻的显著降低，说明避雷器密封不良，内部元件已经受潮。；有并联电阻的避雷器绝缘电阻明显增高，说明避雷器内部的并联电阻可能发生断裂，开焊以及老化变质。测量阀式避雷器的绝缘电阻时还应注意以下几点。1、 要在测量前将避雷器的表面擦拭干净，以防止表面的潮气、尘垢和污秽等影响测量的准确性。2、 有并联电阻的避雷器测得的绝缘电阻，实际上是并联电阻的对地电阻，此电阻与温度有关，温度在535度范围内时，绝缘电阻值变化不大，温度过低时，测量出的绝缘电阻值将偏大，不易发现避雷器内部的受潮缺陷。因此，一般要求测量避雷器的绝缘电阻时的温度不低于5度。二 电导电流及串联元件非线性系数的测定测量避雷器的电导电流，实际上测量的是其并联电阻的电导电流，故对有并联电阻的阀式避雷器（如FZ、FCZ和FCD）进行此项试验。测量电导电流的目的是检查并联电阻性能有无变化、有无开焊、断裂，以及避雷器内部元件是否严重受潮等。另外，串联组合使用的避雷器元件，在测量电导电流的同时，可以测量计算避雷器元件或对各并联电阻的非线性系数及其差值，以此来判断各避雷器元件是否适合串联组合使用。对于无并联电阻的避雷器，一般认为测量绝缘电阻即能比较明显地发现其密封不良而严重受潮的缺陷，故试验标准不再要求对其测量直流泄露电流。但是，对无并联的阀型避雷器，测量直流泄露电流毕竟比测量绝缘电阻对发现缺陷有更高的灵敏性。因此，必要时对有怀疑的避雷器，也可增做此项试验，以帮助做出正确的判断。阀式避雷器的电导电流和泄露电流，虽然它们的性质不同，数值差别很大，但测量方法和原理基本一致，下面以测量电导电流为主，介绍试验方法和内容。一、 试验方法1、 对试验电压的要求阀式避雷器测量电导电流时，采用半波整流直流电源，这种直流电源脉动较大，采用这种脉动较大的直流来测量电容量很小（近于零）的阀式避雷器的电导电流，必将产生很大的误差。为了保证试验的准确性，试验时要求所加的直流电压脉动值不超过试验电压的正负百分之五，为达到此要求，试验时需加装滤波电容。为使试验电压的脉动值小于正负百分之五，需要的滤波电容值是比较小的，试验标准要求加装0.1微法的即可。试验电压在24KV以下时，可以用YY10.5-1.0.34微法的移相电容就可以。2、 对测量试验电压方式的要求试验电压的测量，要在高压侧测量。不能采用在低压侧测量的方法，因为非线性电阻中的电流值不随电压的增加而成直线变化，即使电压变化不大，对电导电流的影响也很大，通常只要电压变化1%，电导电流就会变化3%以上的变化，因此，必须在高压侧直接测量电压。 由高压侧直接测量电压有两种方法；1. 利用静电电压表测量，这是比较简便和准确的方法，凡是有条件的地方，都应采取此方法。2. 利用直流线性分压电阻的方法。线性电阻的选择方法是。1）、首先明确FZ型避雷器的电导电流在400600uA,通过电阻的电流可取100 uA左右。2）、考虑电压的量程，对于常用的避雷器，其组成元件为FZ30、FZ20、FZ15、FZ10、FZ6、和FZ3六种。直流试验电压依次为24KV、20KV、16KV、10KV、6KV、4KV。一般以最高电压24KV计算电阻值。即 总电阻=U/I=24KV/100uA=240兆欧3）、确定串联电阻的个数，对于1W的碳膜电阻，两端最高工作电压为直流500V，则串联最少个数为， 串联最少个数=24KV/0.5KV=48（个） 则每只电阻值为5兆欧，这样既可确定选用RT1W、5兆欧、500v的碳膜电阻48只串联起来使用，为了能在各种电压下都能适应表计的量限，可以在适当处抽出几个头，用这种方法测量的试验电压，其最大误差不大于1.5%，分压器在使用中应经常校准和考虑温度的影响。二、 使用仪表和试验步骤测量阀式避雷器电导电流时使用的仪器以及操作步骤，与泄露电流的方法和内容一致。 由多个避雷器元件串联组合使用的避雷器，除安要求需测量各个避雷器元件的电导电流外，还应试验计算其各自的非线性系数值，以此来判断各元件是否适合串联组合使用，三、 注意事项（1）、阀型避雷器并联电阻的电导电流与试验时的温度有关，试验时应记录正确的室温。当夏季或冬季在室内实验室外安装避雷器的时，夏季至少有关停放4H，冬季至少停放8H. 阀型避雷器电导电流的标准我温度为20C时的值，当温度与20C相差5C时，应换算至20C的数值，温度换算公式如下 I20=It1+K(20-t)/10= It Kt式中I20 - 换算至20C 时的电导电流，uA; t- 测量电导电流时的室内温度C ； It-温度为tC实测的电导电流uA; K-温度每变化10C 时，阀型避雷器电导电流变化的百分数。一般阀型避雷器取K=0.05 Kt -阀型避雷器电导电流的温度换算系数，见表1表1， 阀型避雷器电导电流各种温度时的Kt值 （K=0.05） tCK t- tCK t- tCK t- tCK t-11.095111.045210.995310.94521.090121.040220.990320.94031.085131.035230.985330.93541.080141.030240.980340.93051.075151.025250.975350.92561.070161.020260.970360.92071.065171.015270.965370.91581.060181.010280.960380.91091.055191.005290.955390.905101.050201.000300.950400.900在雾天和雨天以及室温低于+5C时，不应测量阀型避雷器的电导电流，因为在这种试验环境下得出的试验结果是不能正确判断阀型避雷器的状况的。（2）串联在高压侧的限流电阻，其阻值的选取应保证高压硅堆在被试物短路时不损坏，一般可用1兆欧的水电阻或其他类型的固定电阻。三、分析判断 （1）如果并联电阻的避雷器测量泄露电流时，可以较有效的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。良好的阀型避雷器，其泄露电流接近于零，当泄露电流超过10uA且比过去有显著增加时，可以认为内部元件有受潮现象。（2）、有并联电阻的阀型避雷器（如FZ,FCZ.和FCD型）在规定的试验电压下，电导电流值有一定的范围，电导电流明显增加，说明内部有受潮现象，电导电流明显降低，可能是由于并联电阻断裂或开焊而引起，发现上述现象，都应查明原因进行处理。（3）、阀型避雷器的电导电流的标准，由制作厂家提供，因此，其标准随避雷器的生产厂，型式和出厂时间的不同而有不同的数值，试验前应预先查明标准值，以便进行比较，做出判断。 （4）串联组合安装的各避雷器元件，其非线性系数要求在0.350.45之间，且相互差值不应大于0.05，如大于此值，应另选元件串联组合。三 工频放电电压测量工频放电电压是阀型避雷器在主要电气特性参数之一，工频放电电压符合规定要求的避雷器，才能保证其在运行中的正常工作，保护电气设备免遭大气过电压的损坏。测量阀型避雷器的工频放电电压的目的，主要是检查它的放电特性，将测得值与标准值比较，可以了解避雷器的灭弧能力，内部装配和元件绝缘情况等是否正常。试验标准规定，对于不带非线性并联电阻的阀型避雷器，在交接时和运行中定期测量工频放电电压，对带有非线性并联电阻的阀型避雷器，只在解体后测量工频放电电压。一、试验方法（1）、正确接线后升压时注意电压表的指示，当电压表摆动到零值且接触器脱扣时，则电压表摆向零值前的指示值即为避雷器的工频放电电压值。 （2）、对每个避雷器试验3次，取其平均值，只要其中一次不合格，则应增加试验次数36次，若再有一次不合格时，则避雷器不能使用。二、分析判断 工频放电值是阀型避雷器的一个重要的电气特性参数，因为避雷器安装于电力回路上，所以，应满足以下要求； （1）、避雷器的放电电压和残压应低于被保护设备绝缘的耐压水平。（2）、在系统过电压作用下，避雷器不应放电。（3）、在大气过电压作用下，放电后能迅速灭弧，截断工频续流。 避雷器是否满足上述要求，都可以从工频放电电压来判断，若工频放电电压对于规定值，一方面使避雷器在大气过电压时，不能可靠地起到保护电气设备的作用；另一方面在避雷器灭弧电压一定时，放电电压的升高将使避雷器在放电后不能可靠地灭弧，这有可能会造成避雷器的损坏，甚至发生避雷器爆炸的事故。根据保护的需要，制作厂家生产有各种型号和电压等级的阀型避雷器，并规定了工频放电电压标准，对运行中的避雷器的工频放电电压比制作厂家提供的标准允许有所放宽，试验所得的工频放电电压如果超出标准范围，即为不合格，一般，阀型避雷器放电电压的升高，多为火花间隙增大，放电电压的降低，多为火花间隙烧毛或电极氧化受潮等情况所致。四 氧化锌避雷器的试验一、测量绝缘电阻测量氧化锌避雷器的绝缘电阻，可以初步了解其内部是否受潮，还可以检查低压氧化锌内部熔丝是否断掉，从而及时发现缺陷。DL-T596-1996规定，对35KV及以下的氧化锌避雷器，用2500V摇表测量其绝缘电阻，测得的绝缘电阻不应低于10000兆欧，；对于35KV以上的氧化锌避雷器，用5000V摇表进行测量，绝缘电阻不得小于30000兆欧。对于500KV的氧化锌避雷器，还应用2500V摇表测量其底部绝缘电阻，以检查瓷套座是否进水受潮，测得的绝缘电阻不得小于1000兆欧。氧化锌避雷器测量绝缘电阻的方法与阀型避雷器的测量方法相同。二、测量1mA时的临界动作电压U1mA测量氧化锌避雷器的U1mA主要是检查避雷器阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。氧化锌避雷器的各个元件的参数随被试氧化锌避雷器的电压等级不同而不同，试验变压器的额定电压应略大于U1mA，硅堆的反峰电压应大于2.5倍的U1mA；滤波电容的电压等级应能满足临界动作电压最大值的要求，电容取0.10.5uF，根据规定，整流后的电压脉动系数应不大于1.5%，经计算和实测证明，当C=0.1 uF时，脉动系数小于1%，U1mA误差不大于1%；直流电压一般采用Q3-V型或Q4-V型静电电压表测量。测量中要注意的问题； （1）、准确读取U1mA。因为泄露电流大于200uA以后，随电压的升高，电流急剧增大，故应仔细的升压，当电流达到1mA时，准确的读取相应的电压值U1mA。 （2）、防止表面泄露电流的影响，测量前应将瓷瓶表面擦拭干净。 （3）、气温的影响。通常氧化锌避雷器阀片的U1mA，的温度系数U2-U1/U1(t2-t1)x100%约为0.050.17%，即温度每增加10C，U1mA约降低1%，必要时可进