避雷器的安全運行與預防性試驗

春回大地，萬(wàn)物復蘇，“驚蟄”之后，雷聲漸起。轟隆隆的雷聲帶給龜裂土地的是久違的甘霖，帶給縱橫電網(wǎng)的卻是挑戰和對決。在漫漫的未來(lái)征途上，人類(lèi)也有智慧循序漸進(jìn)征服肆意兇焊萬(wàn)鈞雷霆，確保電網(wǎng)無(wú)恙。防雷保護已不是什么新話(huà)題，但防雷保護總離不開(kāi)避雷器，避雷器是一種過(guò)電壓保護設備，采用避雷器與電氣設備并聯(lián)運行，能有效地保護過(guò)電壓對電氣設備的損壞。當出現大氣過(guò)電壓時(shí)，避雷器即能放電，將雷電流泄入大地，從而限制被保護設備絕緣上的過(guò)電壓，使設備的絕緣免受損傷或擊穿;當過(guò)電壓消失后，避雷器火花間隙迅速恢復對地絕緣，自動(dòng)將工頻續流截斷，恢復到正常運行狀態(tài)。

避雷器防雷保護的效果，取決于避雷器的殘壓、侵入波陡度，以及避雷器與被保護設備之間的電氣距離，而關(guān)鍵在于接地，完善可靠的保護接地裝置是避雷器安全運行的必備條件。但在運行管理中，運行人員容易產(chǎn)生一種麻痹思想，認為電氣設備已安裝防雷避雷器就可高枕無(wú)憂(yōu)。然而忽略了避雷器本身還可能存在著(zhù)各種缺陷和隱患。為能及時(shí)發(fā)現避雷器運行中可能潛伏的各種缺陷與隱患，因而必須按規程規定，對避雷器進(jìn)行周期性的預防性試驗，確保避雷器安全掛網(wǎng)運行，避免因避雷器的故障而造成跳閘或停電事故。

一、避雷器的安全運行條件

1.避雷器選擇使用的一個(gè)共同原則：避雷器的額定電壓應不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓，在避雷器的選用上其伏秒特性上限應低于被保護設備的伏秒特性下限。避雷器殘壓也應小于被保護設備絕緣耐壓的允許程度，其數值應小于沖擊波的幅值。

2.避雷器的滅弧電壓應大于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的最高工頻相電壓，即在系統發(fā)生單相接地情況下，避雷器也能可靠地熄滅工頻續流電弧。

3.伏秒特性曲線(xiàn)是表征避雷器火花間隙在沖擊電壓與作用下放電性能的曲線(xiàn)，即火花間隙的放電電壓與作用時(shí)間的關(guān)系。為此，避雷器火花間隙的伏秒特性曲線(xiàn)，任何時(shí)刻都應低于被保護設備的伏秒特性曲線(xiàn)，兩曲線(xiàn)絕對不能相交，這樣避雷器才能與被保護設備之間達到應有的絕緣配合。

4.避雷器的防雷效果，關(guān)鍵在于接地，只有裝設可靠完善的接地裝置，才能對被保護設備起到有效的防雷效果。

二、完善避雷器的接地裝置

避雷器接地體的電阻大小是安全運行和防雷效果的關(guān)鍵，接地裝置包括接地體和接地引線(xiàn)。為確保接地電阻符合技術(shù)要求，接地體的埋設一定按技術(shù)規范進(jìn)行施工，才能使接地電阻達到技術(shù)標準。

人工接地體是幾根垂直埋入地下的角鋼，(50*50*4mm)(或鍍鋅管)與水平埋入地下扁鋼(40*4mm)焊接成接地體，垂直埋入地下角鋼的距離為3~5m。若接地體埋設地點(diǎn)為高電阻土壤，應推廣使用長(cháng)效化學(xué)降阻劑，或延伸接地體，以降低接地電阻。為防止接地體的過(guò)快腐蝕，所有接地裝置的鋼構件均應熱鍍鋅處理，以提高接地體的使用壽命。

接地連接線(xiàn)的要求：外敷接地引下線(xiàn)的截面積應不小于30mm2;接地引出線(xiàn)可采用扁鋼，其截面積應不小于50mm2。引下線(xiàn)與引出線(xiàn)的電氣連接應牢固可靠，需用螺栓緊固或電焊焊接，焊接處應涂敷防腐劑。

在發(fā)生雷擊時(shí)，雷電流陡度很高，即雷電流等值頻率很高，雷電流通過(guò)接地引下線(xiàn)時(shí)會(huì )產(chǎn)生很強的集膚效應，所以對接地引下線(xiàn)的導電率要求不高，一般可采用鍍鋅鋼絞線(xiàn)即可滿(mǎn)足防雷保護的要求。若用鋁絞線(xiàn)效果反而不大好，因鋁導線(xiàn)機械強度較差并容易腐蝕，同時(shí)也不經(jīng)濟。

三、避雷器損壞的癥狀

避雷器的試驗技術(shù)數據表明，10千伏避雷器工頻電壓試驗，放電電壓為23~33千伏，在其預防性試驗中，若測出放電電壓數值低于或高于23~33千伏者均為不合格。雖然有些避雷器從外觀(guān)上看并無(wú)放電燒損痕跡，瓷裙完整無(wú)損，但在做工頻放電電壓試驗時(shí)，其缺陷便暴露無(wú)遺，不是泄漏電流大，就是放電電壓不合格。

此類(lèi)潛存著(zhù)缺陷的避雷器若掛網(wǎng)運行，一旦遇下雨受潮其工頻放電電壓低者，若單相不合格就會(huì )發(fā)生單相接地故障，若兩相不客觀(guān)則會(huì )發(fā)展兩相短路。若在雷雨天氣，當電網(wǎng)線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生的雷電流或感應過(guò)電壓，對工頻放電電壓高的避雷器則不會(huì )放電，強大的雷電流將會(huì )損壞被保護的設備，或使被保護設備帶上危險的感應過(guò)電壓。為此，如將有著(zhù)潛存缺陷與隱患的避雷器掛網(wǎng)運行，輕者即會(huì )引起線(xiàn)路跳閘，重者則會(huì )造成電網(wǎng)的停電事故。所以此類(lèi)不合格避雷器掛網(wǎng)運行，必然不會(huì )起到防雷的保護作用，為此對掛網(wǎng)運行避雷器(或新投入運行)都應按規程規定進(jìn)行預防性試驗。

四、避雷器的預防性試驗

1.避雷器絕緣電阻的測量

絕緣電阻的測量，對FS型避雷器而言，主要是檢查密封情況，若密封不嚴必然會(huì )引起內部受潮，因而使絕緣電阻明顯下降。按預試規程要求，測量時(shí)應試驗2500V兆歐表進(jìn)行，測得其絕緣電阻應不低于2500MΩ。測試前將避雷器瓷套表面擦干凈，否則會(huì )因外套表面泄漏電流而影響測試的準確性。為此，在進(jìn)行測試前需用吸水性好的干凈布將瓷套表面擦干凈，用細金屬線(xiàn)在外套第一個(gè)傘裙下部繞一圈再接到兆歐表“屏蔽”接線(xiàn)柱上以消除影響。在測試中兆歐表與避雷器連接線(xiàn)要盡量短，并保證電氣接觸良好，測試時(shí)兆歐表應水平放置，搖速均勻，并以每分鐘120轉為宜，以取得良好的測量效果。

對FZ型避雷器而言，除檢查內部是否受潮外，還要檢查并聯(lián)電阻是否斷裂、老化，若并聯(lián)電阻老化、斷裂，因接觸不良，將使絕緣電阻增大。為確保測量值得準確，應測量二次并比較數據是否有變化。測量應使用同一電壓等級的同一塊兆歐表進(jìn)行測量，否則無(wú)法比較。

2.直流1毫安參考電壓試驗

測試時(shí)在避雷器兩端施加0.75倍1毫安直流電壓(直流電壓脈動(dòng)率不大于±1.5%)，當通過(guò)避雷器的電流穩定在1毫安時(shí)。避雷器兩端的電壓應不小于25千伏。

3.直流泄漏電流試驗

測試時(shí)在避雷器兩端施加0.75倍1毫安直流電壓后，通過(guò)避雷器的泄漏電流應不大于50μA。在測試過(guò)程中，當泄漏電流達到30μA后還要繼續升高電壓，這時(shí)泄漏電流會(huì )劇增，此時(shí)應緩慢升高電壓，如升壓過(guò)快測量會(huì )不準確。為防止瓷套表面泄漏電流的影響，測試前應使用吸水性好的布將瓷套外表面擦干凈，以消除影響。

4.帶并聯(lián)電阻避雷器電導電流的測量

測量帶并聯(lián)電阻避雷器的電導電流使用的微安表，其表的準確度應不低于1.5級，連接導線(xiàn)要粗且短，以減小導線(xiàn)電阻對測量的影響。測量時(shí)還要注意電暈電流及高電壓周?chē)s散電容的影響。不宜用靜電電壓表測量。測試設備要遠離容易產(chǎn)生干擾磁場(chǎng)的設備，或設置屏蔽措施。

測量電導電流時(shí)，其直流試驗電壓的施加應從足夠低的數值開(kāi)始然后緩慢升高，分段施加電壓并分段讀取電導電流值。待試驗電壓保持在規定時(shí)間后，如微安表指針沒(méi)大擺動(dòng)，其顯示值即為該電壓的電導電流值。

如果并聯(lián)電阻老化、接觸不良，則電導電流明顯下降，若并聯(lián)電阻斷裂，則電導電流降到零。假如并聯(lián)電阻本身進(jìn)水受潮，電導電流會(huì )急劇增大，一般可達1000μA以上。

為確保測試數的安全、準確，還要對不同溫度下測量的電導電流值進(jìn)行比較，并將它們換算到同一溫度的電導電流值。經(jīng)驗證明，溫度每升高10℃，電導電流則大約增大3%~5%。

5.不帶并聯(lián)電阻避雷器的工頻放電試驗

測試避雷器的工頻放電電壓，是檢查避雷器保護性能的必須項目。對每個(gè)避雷器應做三次工頻放電試驗，并聯(lián)三次放電電壓的平均值作為該避雷器的工頻放電電壓，當每次試驗的實(shí)際間隔不小于1min。

工頻放電試驗與一般耐壓試驗相似，只不過(guò)工頻放電的電壓不是定值，而是升高到避雷器放電。其升壓的速度為每秒3~5千伏為宜，在間隙放電0.5s內切斷電源，故其試驗回路內應裝設過(guò)流速斷保護。

6.氧化鋅避雷器的試驗

MOA是一種新型的過(guò)電壓保護設備，它具有比碳化硅避雷器更加優(yōu)越的保護性能，因而在電力系統的防雷保護中得到廣泛應用。在電力設備的預防性試驗規程中明確了試驗項目、周期和要求。氧化鋅避雷器的試驗，除絕緣電阻、底座絕緣電阻，放電計數動(dòng)作情況等常規試驗項目外，還要測量直流1μA電壓及0.75倍1μA直流電壓的泄漏電流。

0.75倍直流電壓下直流泄漏電流的測量，其目的在于檢測長(cháng)期允許工作電流的變化情況，其泄漏電流應不大于5μA，此電流值與避雷器的使用壽命密切相關(guān)。同時(shí)還要以此值與制造廠(chǎng)家規定值進(jìn)行比較，其變化應不大于±5%，若過(guò)高將使保護設備的絕緣裕度降低;若過(guò)低MOA可能會(huì )在各種操作和故障的瞬時(shí)過(guò)電壓下發(fā)生爆炸。若MOA瓷套表面嚴重受潮，也會(huì )對測量值產(chǎn)生影響，因此在測試時(shí)應消除表面泄漏對試驗造成影響。

運行電壓的交流泄漏電流的測量。該試驗是測量全電流、阻性電流和功率損耗，若測得全電流值比初始值增加20%以上，或超過(guò)廠(chǎng)家規定值時(shí)，應立即引起關(guān)注并加強運行監視。若測出全電流值比初始值增加50%以上時(shí)，應即退出運行進(jìn)行排除。若測出的阻性電流比廠(chǎng)家規定值增加一倍以上時(shí)，也應退出運行，待查明原因進(jìn)行排除或更換，卻不可帶故障運行。

在對MOA進(jìn)行上述試驗時(shí)，應記錄當時(shí)環(huán)境溫度、相對濕度和運行電壓，還要注意相關(guān)干擾的影響，在試驗中設法加以消除。

7.其他試驗

隨著(zhù)新設備，新的測試手段的不斷出現，避雷器既有可能開(kāi)展帶電測試電導電流和帶電紅外測溫試驗。為確保避雷器的可靠安全運行，避雷器新投入運行3個(gè)月內，以及每年的秋檢時(shí)，均應按規程規定進(jìn)行一次普測，并將普測數據記錄存檔，以備下次測試進(jìn)行比較，有利于檢查發(fā)現穩存的問(wèn)題。

采用紅外熱成像儀進(jìn)行測溫，即能測出微小的溫度變化，就能比較橫向法蘭或瓷套表面溫度的差別。若是溫度偏差大，即表明該避雷器可能存在缺陷，必須作進(jìn)一步檢查，待查明原因進(jìn)行排除或更換后方可掛網(wǎng)運行，

五、結束語(yǔ)

避雷器時(shí)電網(wǎng)過(guò)電壓的保護設備，也是電網(wǎng)防雷保護的有效設備之一。為確保避雷器的安全可靠運行，除滿(mǎn)足安全運行條件外，還要按規程要求每年秋季進(jìn)行預防性試驗。

測試實(shí)踐表明，避雷器帶電測試方法的推廣應用，即能正確掌握避雷器性能狀況提供科學(xué)依據，為實(shí)施預知性檢修創(chuàng )造了條件，為電網(wǎng)安全可靠供電奠定基礎，從而為電力企業(yè)提高經(jīng)濟效益發(fā)揮作用。