浅谈避雷器试验的实践

浅谈避雷器试验的实践张广科张雷山东聊城电业局(252000)1概述避雷器是与电器设备并接的一种有效的过电压保护设备，当出现大气过电压时，它就放电，将雷电流泄入大地，从而限制被保护设备绝缘上的过电压，使电气设备的绝缘免受损伤或击穿；当过电压消失后，避雷器迅速可靠的灭弧，自动将工频续流截断，恢复到正常运行状态。为防止大气过电压对人畜的伤害和对电气设备及建筑物的破坏，所有电气设备都应按过电压保护有关规定装设避雷装置。目前，常用的避雷器有下列几种：FS型：配电用普通阀型避雷器；FZ型：电站用普通阀型避雷器；FCZ型：电站用磁吹避雷器；MOA型：金属氧化物避雷器。2试验方法及标准2.1测量绝缘电阻对FS型避雷器主要是检查密封情况，是否由于密封不严而引起内部受潮。避雷器内部受潮后，绝缘电阻明显下降。按预试规程要求，使用2500V摇表测量，其绝缘电阻应不低于2500MΩ。测试前应将瓷套表面擦干净，以保证测量结果准确。对于FZ型避雷器除检查内部是否受潮外，还能检查并联电阻是否断裂、老化等。避雷器内部受潮后，绝缘电阻显著下降；若并联电阻老化、断裂、接触不良，绝缘电阻会比正常值增大。对于有并联电阻的避雷器的绝缘电阻可自行规定，但与前一次或同类型的测量数据进行比较，不应有显著变化，且宜使用同一块或同一个电压等级的兆欧表测量，否则无法进行对比。对于MOA型避雷器，主要是检查是否进水受潮，对于内部有熔丝的还可以检查内部熔丝是否完好。测量时应采用2500V及以上兆欧表，35kV以上避雷器，其绝缘电阻不低于2500MΩ，35kV及以下的不应低于1000MΩ。2.2电导电流及串联元件非线性系数的测量测量带有并联电阻避雷器的电导电流，其试验接线如图1所示：1～3—微安表；4—串高电阻测量电压用的微安表T—调压器；Bs—实验变压器；D—硅堆；R1—保护电阻；R2—测量电阻；V1—低压电压表；V2—静电电压表；C—稳压电容器，电容量为0.01-0.1μFFB—被试避雷器测试应注意的事项有：直流高电压试验器应定期送有关质检部门校验。直流电压应用电阻器串微安表在高压侧测量，不宜用静电电压表测量。测量电导电流的微安表，其准确度不低于1.5级。现场测试时，由于干扰源比较多，测试设备要远离产生干扰磁场的设备或加屏蔽设施；在高电压周围场地测试，应将被测试FB附近的杂物搬开，以消除杂散电容的影响；连接试品的电线要粗且短，以减少导线对测量误差的影响。测量电导电流的直流试验电压应按规定施加，施加电压时应从足够低的数值开始，然后缓慢地升高，分段施加电压并分段读取电导电流值。待试验电压保持规定的时间后，如果微安表指针没有太大摆动，其显示值即为该电压下的电导电流值。测量电导电流时，应尽量避免电晕电流的影响。当FB的接地端可以断开时，微安表接到FB的接地端；当FB的接地端不能断开时，微安表接到FB的引线端并加屏蔽，在读数时应注意安全。对在不同温度下测量的电导电流值进行比较时，需将它们换算到同一温度。经验证明，温度每升高10℃，电流约增大3%～5%。同一相FB内串联结合元件的电导电流相差不应大于30%。总之，电导电流的测量值是一项重要鉴定项目。如果FB并联电阻密封完好，则非线性特性无急剧变化；如果并联电阻老化、接触不良，则电导电流明显下降；若并联电阻断裂，电导电流可下降到零；若并联电阻或本体进水受潮，则电导电流急剧增加，可达到1000μA以上。由于FB的特殊结构电导电流值受铁路、公路运输和装卸、安装、保管等外界影响较大，其值应以现场安装完毕后测试值为准，如果超标，投运前应予以消除。运行中的FB带电测试值超标时，应跟踪测试监督，以观察其变化，如有停点机会，应做详细检查和试验。对于35～220kV普通阀型避雷器，除测量电导电流外，还必须测量每个元件的非线性系数α值，同一相各元件的α系数相差不大于0.05。若α值大于0.05，但电导电流合格，则允许作换节处理。2.3工频放电试验测量避雷器的工频放电电压，是检查避雷器的保护性能。是FS型、FZ型不带并联电阻避雷器的必做项目。对每个避雷器应作三次工频放电试验，并取三次放电电压的平均值作为该避雷器的工频放电电压，每次间隔时间不少于1min。工频放电试验接线图与一般耐压试验接线相同，只不过试验电压不是定值，而要升至避雷器放电，其试验接线如图2所示。T—调压器；Bs—工频试验变压器；V—低压电压表；R—保护电阻；FB—被试避雷器图中保护电阻R，是用来限制避雷器放电时短路电流的，要求把短路电流的幅值限制在0.7A以下，在间隙放电0.5s内切断电源。为此，应在试验回路内装设过流速断保护。对于无并联电阻的避雷器，升压速度以每秒3～5kV为宜。对带有并联电阻的避雷器，超过灭弧电压以后至避雷器放电的升压时间，不得大于0.2s。3金属氧化物避雷器的试验MOA是一种新型的过电压保护设备，它具有比碳化硅避雷器更优越的保护性能，因而在电力系统中得到广泛应用。电力设备预防性试验规程明确了试验项目、周期和要求。它的试验项目除绝缘电阻、底座绝缘电阻、检查放电计数器动作情况等常规项目外，还应测量直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流。现场试验时可采用图1的接线。U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，其变化应不大于±5%。U1mA过高，使保护电气设备的绝缘裕度降低，U１mA过低，则MOA避雷器在各种操作和故障的瞬态过电压下发生爆炸。当MOA避雷器瓷套表面严重受潮时，也会使U1mA值降低，必要时要消除表面泄漏对试验的影响。测量0.75U1mA下的直流泄漏电流，主要检测长期允许工作电流的变化情况，此电流值与避雷器的寿命有直接关系，一般温度不变时，泄漏电流越大寿命越短。规程要求0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA。运行电压的交流泄漏电流的测量，测量其全电流、阻性电流或功率损耗，测得值与初始值比较，当发现全电流增加20%以上或超出厂家规定值时，应立即引起注意并加强监视；当增加50%以上时，应立即退出运行，查明原因。当阻性电流增加一倍时，应停电检查。上述测量时，应记录当时的环境温度、相对湿度和运行电压，并注意相间干扰的影响。4其他试验随着新设备、新的测试手段的不断出现，避雷器还应经常开展带电测试电导电流和带电红外测温工作。新设备在投运后3个月之内及每年秋检之前均应进行一次普测，每次测量结果均应存档，以备比较查用。用红外热成像仪测温，可测得其微小的温度差别，即横向比较法兰或瓷套表面温度，温度偏高的，有可能存在缺陷。总之，避雷器的规范试验和检测，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。试验实践表明：避雷器带电测试方法的推广应用，为正确掌握设备的健康状态提供了科学依据，为实施预知性检修创造了条件，为提高供电的可靠性和经济效益奠定了牢固的基础。为此，应认真做好避雷器的预防性试验工作。(收稿日期：1998-12-20)