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1、浅析氧化锌避雷器的试验方法摘要:为保证氧化锌避雷器的安全运行,必须定期对其做电气性能测试，文章介绍了氧化锌避雷器的绝缘电阻试验、停电条件下的直流试验和运行电压下的交流泄漏电流试验并提出了绝缘电阻试验和直流试验的不足之处。关键词:氧化锌避雷器;试验中图分类号：C33文献标识码：A0引言电力系统中避雷器是保证系统安全运行的重要保护设备之一。其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，它对电力系统的安全运行起着十分重要的作用。氧化锌避雷器是一种与其他类型避雷器有很大差异的新型避雷器,由于氧化锌避
2、雷器具有优良的非线性特性、无间隙、无弱续流、通流容量大、残压低、响应时间快,是保护电力系统安全运行的电力系统安全运行的的重要设备,在电力系统中得到了广泛的应用。不仅在高压、超高压电力系统新投运的变电站中几乎全部采用氧化锌避雷器,而且在已投入运行的电力系统中也大量改造使用氧化锌避雷器。目前,氧化锌避雷器在发电厂和变电站应用广泛,但无论是国产氧化锌避雷器还是进口氧化锌避雷器,随着运行时间的加长,氧化锌阀片在长期运行电压下的老化问题就会变得越来越突出。因此,在运行中定期对其进行预防性试验、加强运行中的检测是一项
3、重要的工作。1氧化锌避雷器绝缘电阻试验测试绝缘电阻是判断氧化锌避雷器是否受潮的有效方法。测试前应检查避雷器有无外伤、裂纹、上桩头有无松动、下部接地端子处连接等情况。测试时使用2500V兆欧表(摇表),把试验接线与避雷器连接可靠,摇表水平放置,摇的速度不要太快或太慢,一般120转/分。由于氧化锌阀片在小电流工作区域具有特别高的阻值,故绝缘电阻除决定于阀片外还决定于内部绝缘部件和瓷套。电力行业标准DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》对氧化锌避雷器预防性试验规定:35kV及其以下的避雷器绝缘电阻不
4、低于1000MΩ;35kV以上的避雷器绝缘电阻不低于2500MΩ。进口避雷器一般按照厂家的标准进行。2氧化锌避雷器停电条件下的直流试验氧化锌避雷器的直流试验,主要是测量直流1mA电压(U1mA)及0?75U1mA下的泄漏电流,该电压又称标称直流电压、参考电压、最小参考电压、临界动作电压、起始动作电压等。该电压反映氧化锌避雷器由小电流工作区到大电流工作区的分界点,是无间隙氧化锌避雷器的必做项目。U1mA直接反映避雷器承受短时过电压和系统额定电压的运行能力,可以检查避雷器的保护特性、装配质量和老化程度。规程中
5、规定该值与初始值相差不得大于±5%。由于避雷器型号规格不同、通流量不等、厂家不同等原因,该电压差值较大。75%U1mA的值稍大于运行相电压的峰值,该试验主要检查长期允许工作电流是否符合规定,泄漏电流愈大,氧化锌阀片愈老化,愈严重,避雷器寿命愈短。氧化锌避雷器停电条件下的直流试验接线如图1所示,随着电压的升高电流逐渐增大,当大于200μA之后就会急剧增大,当电流达到1mA时读取相应的电压。然后再在75%U1mA电压数值下保持一分钟,泄漏电流应不大于50μA,泄漏电流不应有大的波动。也就是说,在电压降低25%
6、时,合格的氧化锌避雷器的泄漏电流大幅度降低,从1000μA降至50μA以下,该试验是为了检查其非线性特性及绝缘性能。当氧化锌避雷器存在内部受潮或阀片老化等缺陷时,一般通过停电试验可以检查出来。但氧化锌阀片为非线性电阻元件,在电网及环境等因素影响下都会做出反映。有的在停电试验未能发现问题,可在正常运行电压下运行几个月后突然爆炸,导致大面积停电事故,这充分说明对氧化锌避雷器性能判断仅依赖停电下的直流试验是不够的。其主要原因:一是停电试验时受现场因素的影响,未对试验数据的准确性进行合理分析;二是由于停电试验的周
7、期较长,氧化锌避雷器的性能变化渐变,变到一定程度后其劣化速度在几个月内加剧。因此,对氧化锌避雷器实行带电测试和在线监测就显得非常重要。3氧化锌避雷器运行电压下的交流泄漏电流试验运行电压下的交流泄漏电流试验主要检查正常运行相电压下的最大工作电流,由于氧化锌阀片的电流将主要为电容电流,所以避雷器在运行电压下工作时可等效为一个电阻和电容的并联回路,经简化后工频下的等值电路如图2所示,其中RC为氧化锌晶体本体的电阻,C为晶界层的固有电容,R为晶界层的电阻。氧化锌阀片在正常运行电压下,一般只有约数十微安的微小电流通
8、过电阻R,既阻性电流分量IR,而通过阀片电容C的电流IC可在几百微安以上。可见正常情况下阻性分量仅占全电流的5%～20%。《电力设备预防性试验规程》中规定,运行电压下的交流泄漏电流,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1倍时,应停电检测。氧化锌避雷器运行电压下的交流泄漏电流也称之为全电流。目前广泛采用分散式全电流在线监测装置,其监测的是氧化锌避雷器的全电流,通过监
