金属氧化物避雷器试验(电气试验课件)

1、金属氧化物避雷器简介1.1、避雷器的作用避雷器的作用：避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。项目九：金属氧化物避雷器试验图9.1避雷器保护原理

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。当线缆或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，保护设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使线路正常工作。

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，从而起到保护通信线路和设备的作用。避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。1.2、避雷器的结构图9.2避雷器

避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。避雷器的主要类型有管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的，但是它们的工作实质是相同的，都是为了保护设备不受损害。管型避雷器：管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，它的任务就是隔离工作电压，避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏；另一个装设在气管内，称为内间隙或者灭弧间隙，管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关。这是一种保护间隙型避雷器，大多用在供电线路上作避雷保护。阀型避雷器：阀型避雷器由火花间隙及阀片电阻组成，阀片电阻的制作材料是特种碳化硅。利用碳化硅制作的发片电阻可以有效地防止雷电和高电压，对设备进行保护。当有雷电高电压时，火花间隙被击穿，阀片电阻的电阻值下降，将雷电流引入大地，这就保护了线缆或电气设备免受雷电流的危害。在正常的情况下，火花间隙是不会被击穿的，阀片电阻的电阻值较高，不会影响通信线路的正常通信。氧化锌避雷器：氧化锌避雷器是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。其结构如所示。图9.3氧化锌避雷器结构氧化物避雷器最主要的原件是阀片，阀片用氧化锌（ZnO）为主要材料，掺以少量其他金属氧化物添加剂经高温焙烧而成，具有良好的非线性压敏电阻特性，因此又叫压敏避雷器。1.3、金属氧化物避雷器的参数(1)额定电压UR。额定电压是指在保证避雷器能够可靠工作的条件下，其两端允许施加的最大工频电压有效值，即在氧化锌阀片上施加此时工频过电压时，避雷器仍能正常工作，不发生热崩溃，特性不变。此额定电压与碳化硅避雷器的灭弧电压相对应，但含义不同，它与热负荷有关。额定电压表征氧化锌避雷器对工频过电压的耐受能力。

(2)持续运行电压Uc。持续运行电压是指允许连续加在避雷器两端的最大工频电压有效值。避雷器吸收过电压能量后温度升高，在此电压下应能正常冷却，不发生热崩溃。它应小于额定电压而大于或等于系统最大工作相电压。该电压决定了避雷器长期工作的老化性能。

(3)持续运行电流（Ic）。指在持续运行电压下，流过避雷器的电流，包含阻性电流分量和容性电流分量，持续电流随温度的变化而变化，并受对地杂散电容的影响。(4)起始动作电压（参考电压）（Uref

）。直流参考电压（Uref.dc）：避雷器直流参考电流是其伏安特性曲线拐点附近的某一电流值，其值大约为1mA。在直流参考电流下测出的避雷器的直流电压平均值。直流1mA参考电压（U1mA）值一般等于或大于避雷器的额定电压的峰值。工频参考电压（Uref.ac）：在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工频电压最大值除以

2。通常Uref低于或接近于“拐点”，高于Ur。Uref.ac的作用是选择试品，对于用户作为监控运行情况的参考。(5)0.75倍直流参考电压下泄漏电流。0.75U1mA下漏电流一般不超过50

A。多柱并联和额定电压216kV以上的避雷器漏电流由制造厂和用户协商规定。(6)标称放电电流（In）。用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的雷电冲击电流峰值。有1.5、2.5、5、10、20kA五个等级，前三级分别与中性点、电机型避雷器、电容型避雷器等相对应，电站用避雷器一般用后三个等级。(7)残压（峰值）。放电电流流过避雷器时其端子间出现的电压峰值（如表9.1所示）。

(8)压比（保护比）。

避雷器的保护性能一般以压比（=残压/参考电压）来说明，压比愈小，则避雷器的保护性能愈好。雷电冲击残压与参考电压之比，例如10kA压比为U10kA/U1mA。目前产品的保护比约为1.6～2.0。氧化锌避雷针有以下几个特点：

氧化锌避雷器的通流能力大、氧化锌避雷器的保护特性优异、氧化锌避雷器的密封性能良好、氧化锌避雷器的机械性能、氧化锌避雷器的良好的解污秽性能、氧化锌避雷器的高运行可靠性、工频耐受能力强。2金属氧化物避雷器绝缘预防性试验2.1金属氧化物避雷器试验的目的和意义

现行交流系统实用的避雷器，其试验基本可分为六类，即：

型式试验：型式试验是产品全项特性的试验，是用来检验产品设计的合理性及其该产品在国家标准规定的条件下运行的适应性。

出厂试验：出厂试验主要测试以下5各方面：1）.直流1mA参考电压；2）.直流泄露电流；3）交流1mA参考电压；4).阻性电流、全电流;5).局部放电—局部放电发生器和工频放电发生器

抽样试验：运行3~5年后的线路避雷器可进行抽样试验，抽样避雷器进行直流试验，如抽样避雷器试验不满足要求，要求对同批次避雷器加大抽样比例，如仍出现一支不合格，应扩大同批次避雷器试验，确定是否能够继续运行。定期试验：对运行中的避雷器进行定期检查、试验是保证电力系统安全运行的一个重要环节，主要做:

1):测量绝缘电阻；2):测量直流1mA以下的电压及75%该电压下的泄漏电流；3):测量运行电压下的交流泄漏电流。验收试验：验收试验

当订货者在订货协议中规定有验收试验时，则应抽取最接近供货避雷器数量立方根又小于立方根的整数进行下列试验：

a）外观检查：检查外观、名牌及其附件有无缺少或损坏；b）在持续运行电压下，测量通过避雷器（或元件）的全电流和阻性电流；c）对整只避雷器施加工频电压或直流电压，测量避雷器的工频参考电压或直流参考电压及0.75倍直流1mA参考电压下漏电流；

d）避雷器的残压试验；

e）避雷器的局部放电试验；

f）进行密封试验

运行中预防性试验：为能及时发现避雷器运行中可能潜伏的各种缺陷与隐患，因而必须按规程规定，对避雷器进行周期性的预防性试验，确保避雷器安全挂网运行，避免因避雷器的故障而造成跳闸或停电事故。目的和意义：

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，预先带进潮气在运行过程中受损，内部瓷碗破裂，外部瓷套碰伤；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序号项目周期要求说明

1

绝缘电阻1．发电厂、变电站避

雷器每年雷雨季节前

2．必要时1.35kV以上，不低于

2500Mfl

2.35kV以下，不低于

1000MC1

采用2500V及以上绝缘电阻表

2

直流ImA电压(U1mA)

及0.75UimA下的泄漏

电流

1．发电厂、变电站避

雷器每年雷雨季节前

2．必要时

1．不得低于GB11032-

2000《交流无间隙金属氧化物

避雷器》规定值

2．UimA实测值与初始值或

制造厂规定值比较，变化不应

大于±5%

3.0.75UimA下的泄漏电流

不得大于50luA

1．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．初始值是指交接试验时

的测量值

3

运行电压下的交流泄

漏电流1．新投运室外llokV

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

电季节前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

l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

4

工频参考电流下工频

参考电压

必要时

应符合GB11032-2000

《交流无间隙金属氧化物避雷

器规定》或制造厂规定1．测量环境温度20℃±

15℃

2．测量应每年单独进行，

整节避雷器有一节不合格者，

应更换该节避雷器（或整节

更换），使该节避雷器为合格2.2金属氧化物避雷器试验的项目及标准金属氧化锌避雷器的试验项目、周期及要求见表9.2所示2.3金属氧化物避雷器实验的方法及结果分析1）测量绝缘电阻测量的接线图和设备实物分别见图9.4和图9.5。兆欧表选择：35kV以上电压：用5000V兆欧表，绝缘电阻不小于2500MΩ；35kV及以下电压：用2500V兆欧表，绝缘电阻不小于1000MΩ；低压（1kV以下）：用500V兆欧表，绝缘电阻不小于2MΩ。

试验周期：a）交接时b）3－6年c）必要时

试验目的：检查是否受潮或者是否劣化，确定其动作性能是否符合产品性能要求判断标准：U1mA实测值与出厂或初始值变化小于5％,0.75倍U1mA下泄漏电流不大于50µA.图9.4试验接线图图9.4试验设备注意事项：记录环境温度和湿度，阀片的温度系数一般为0.05～0.17%，必要时候该