(整理)避雷器

1、精品文檔精品文檔第五章避雷器第一節(jié)避雷器結(jié)構(gòu)和原理一、概述目前在電力系統(tǒng)中運行的避雷器主要有兩種類型。一類是以串聯(lián)火花間隙與碳化硅閥片為主要元件的傳統(tǒng)閥型避雷器，它又分為普通閥型避雷器和磁吹閥型避雷器；另一類是以氧化鋅電阻片為主要元件的金屬氧化物避雷器，它又分為無間隙、帶并聯(lián)間隙和帶串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器。二、閥型避雷器（一）閥型避雷器動作原理閥型避雷器的主要部件是間隙和閥片。避雷器在正常運行電壓作用下，間隙介質(zhì)處于絕緣狀態(tài)，而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生的過電壓達(dá)到間隙的放電電壓時，間隙就會放電，較大的沖擊電流通過閥片流人大地， 釋放過電壓能量。由于避雷器的閥片具有非線性，即表現(xiàn)為電壓高時電阻低、電壓

2、低時電阻高的特點，因此在間隙放電后，避雷器的殘壓較低，且低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平，不致使設(shè)備受到危害。當(dāng)過電壓過去后，在滅弧電壓下，閥片電阻又增大， 將工頻續(xù)流限制到一定數(shù)值，當(dāng)工頻續(xù)流第一次過零瞬間時，間隙將工頻續(xù)流切斷， 使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運行狀態(tài)。（二 ）閥型避雷器間隙閥型避雷器的間隙應(yīng)具備以下特點：（1）放電伏秒特性曲線平坦，在0 520卩s（或2000卩s）的預(yù)放電時間內(nèi)，放電電壓的分散性要小，放電電壓值要穩(wěn)定。（2）具有一定的滅弧能力，要在續(xù)流第一次過零時滅弧。（3）多次通過額定沖擊電流及工頻續(xù)流后，放電電壓不應(yīng)變化。我國目前生產(chǎn)的閥型避雷器的間隙形式主要有電弧固定型一平板間隙和電

3、弧運動型一 磁吹限流間隙兩種。其主要結(jié)構(gòu)和特點分述如下。1平板間隙圖5-1單個平板型火花間隙剖面圖1電扱1 2云母片單個平板型火花間隙剖面如圖 51所示。每個火花 間隙由兩個黃銅電極和一個云母墊片組成，云母墊片的 厚度約為0.5Imm，單個間隙的工頻放電電壓在 2.7 3.2kV （有效值）之間。由于電極間隙的距離很小，電極間 的電場比較均勻，因此間隙的伏秒特性也就比較平坦。當(dāng)間隙上的電壓還不足以引起放電時，由于云母墊片和空氣隙內(nèi)的介電常數(shù)不同，使云母墊片的上、下空氣隙中出現(xiàn)較高的電場強(qiáng)度，并導(dǎo)致空氣游離，產(chǎn)生局部放電，在游離的同時，也有一部分帶電質(zhì)點復(fù)合，并使它們原來獲得的游離能以光的形式釋

4、放，照射到工作面及其間的氣體上產(chǎn)生新的游離，上述照射作用是沿著相當(dāng)大的圓形區(qū)域進(jìn)行的。這兩個因素都可以便工作面得到游離電子，因而使放電比較穩(wěn)定、分散性小、伏秒特性平坦。電場的分布均勻和照射這兩個條件，可以使閥型避雷器的單個間隙的沖擊系數(shù)下降到1.1左右（沖擊系數(shù)=沖擊放電電壓/工頻放電電壓峰值）。當(dāng)電弧電流較小，且電極有良間隙的滅弧可以利用電弧電流周期性過零的特點來實現(xiàn)。好的冷卻條件時，可以利用冷陰極的近極效應(yīng)在電流過零瞬間即獲得介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)。對于銅電極，電弧電流過零瞬間間隙的絕緣介質(zhì)強(qiáng)度可以恢復(fù)到250V左右，隨著時間的推移，絕緣強(qiáng)度還將不斷提高。 由于與間隙串聯(lián)的閥片電阻具有非線性，因此

5、使通過問隙的電流由正弦波變?yōu)榧忭敳ā?在電流過零前，續(xù)流被限制得很小。 閥片的非線性越好，限流的效果越 明顯，此限制相當(dāng)于延長了續(xù)流過零的時間，所以間隙的初始恢復(fù)強(qiáng)度要增大，單個間隙的初始恢復(fù)強(qiáng)度可達(dá)到 600700V。串聯(lián)的間隙越多，總的初始恢復(fù)強(qiáng)度也就越大，所以用串聯(lián)的短間隙來代替長間隙對熄弧是十分有利的?；鸹ㄩg隙除了要有一定的初始恢復(fù)強(qiáng)度外，還必須有盡可能快的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度。如果介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)較慢， 在恢復(fù)電壓上升到某一值時就能使間隙重新?lián)舸?。?dāng)電流過零后，間隙所能承受的最大工頻電壓稱為間隙的滅弧電壓，而把間隙的工頻放電電壓和滅弧電壓之比稱為間隙的切斷比。由于介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)需要一個去游離

6、過程，所以間隙的滅弧電壓總是低于其工頻放電電壓的，也就是說切斷比一般都大于1。切斷比越小說明間隙的介質(zhì)恢復(fù)越快。因此切斷比是體現(xiàn)間隙熄弧能力的重要指標(biāo)。然而介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)的快慢是和所切斷的電流大小有關(guān)的，所以切斷比通常都和切斷電流并提。例如切斷80A（幅值）續(xù)流時切斷比為1.8。實驗證明，短間隙的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度與間隙的距離有關(guān)，間隙距離越短時，其介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)越快。這是因為短間隙的去游離主要是靠在極板上的復(fù)合以及通過極板的散熱來實現(xiàn) 的，電極間距離越短，去游離的作用就越強(qiáng)。但間隙距離也不能過小，當(dāng)小至0.5mm以下時，放電電壓很難穩(wěn)定。圖5吃聽吹限流間隙1 一羊11電極注愿射裝置匸3均壓電阻川一

7、滅弧盤2 磁吹限流間隙 磁吹限流間隙由滅弧盒、羊角電極和均壓電阻等組成， 其結(jié)構(gòu)見圖52。由滅弧盒4上、下蓋之間形成滅弧腔， 兩電極布置在同一平面上，電極間距離約1mm，照射裝置2并聯(lián)在均壓電阻3旁。照射產(chǎn)生的電子直接輸送到間隙的放 電部位，使之處于激發(fā)狀態(tài)。滅弧盒的直徑在7690mm之 間。均壓電阻使電壓在間隙組內(nèi)的各個間隙上均勻分配。間隙組通常由47個單間隙組成，每組內(nèi)配置I2個線圈，以產(chǎn)生吹弧磁場，線圈旁并聯(lián)輔助間隙。 在沖擊波下使線圈 短路，即保護(hù)了線圈，同時又不增加電感壓降。滅弧盒內(nèi)圈 做成環(huán)齒狀，以增加拉弧路徑。滅弧盒之間疊合非常緊密， 防止電弧吹出間隙組外造成閃絡(luò)。當(dāng)間隙擊穿后，

8、電弧將被磁吹線圈產(chǎn)生的軸向磁場拉入滅弧齒中，電弧的長度由起弧點1mm左右，不斷拉長，到齒根時可達(dá)到150mm。在齒根區(qū)電弧被拉長、擠壓、冷卻，強(qiáng)烈的去游離，形成了很高的電弧壓降，起到了限制工頻續(xù)流的 作用，給擊穿點的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)創(chuàng)造了有利的條件。減小滅弧盒夾縫的距離，使弧柱與滅弧盒壁充分接觸，可以強(qiáng)化去游離，提高電弧壓降。不同材料制成的滅弧盒由于其導(dǎo)熱系數(shù)和 熱容量不同，冷卻效果不一樣，電弧壓降也不同。 采用這種間隙后，可以適當(dāng)減少避雷器閥片，從而降低了殘壓。因此，我國目前生產(chǎn)的磁吹避雷器基本采用這類間隙。（三）閥型避雷器閥片閥片是避雷器的主要元件之一，它是用碳化硅及結(jié)合劑制成的圓餅狀物，其上

9、下兩面噴鋁作為電極，側(cè)面涂有絕緣釉，以防在高電壓下發(fā)生沿側(cè)面閃絡(luò)。非線性系數(shù)a（或伏安特性）和通流容量是表示閥片性能的兩個主要指標(biāo)。閥片應(yīng)具有良 好的非線性和足夠的通流能力。1 閥片伏安特性53所示。計算公閥片的電阻值是隨通過的電流而改變的。閥片非線性伏安特性如圖式為(5 1)U= cIa式中I流過閥片的電流；U電流在閥片電阻上的壓降; f與材料有關(guān)的常數(shù)； a非線性系數(shù)。非線性系數(shù)“是表征閥片電阻非線性的重要參數(shù)， 其值介 于0I之間。當(dāng)a= O時，為理想的非線性電阻；當(dāng) a= 1時， 為線性電阻?！爸翟叫?，則非線性程度越高，一般在 0. 2左 右。從圖5 3的伏安特性上可以看到，當(dāng)很大的雷

10、電流流過 非線性電阻時，非線性電阻將呈現(xiàn)很大的電導(dǎo)率，使避雷器上這也就是 它為火花間頻續(xù)流限制到很小的數(shù)值。閥型避雷器名稱的由來。隙切斷工頻續(xù)流創(chuàng)造了良好的條件，也可以避免系統(tǒng)在避雷器動作時形成短路。出現(xiàn)的殘壓 U。不致過高。當(dāng)雷電流過去后，加在閥片上的電 壓是系統(tǒng)電壓Ux時，非線性電阻的電導(dǎo)率將突然下降而將工 在這里，非線性電阻和閥門一樣起著自動節(jié)流的作用， 顯然，續(xù)流的減小對避雷器的安全運行是十分有利的，2閥片通流容量通流容量表示閥片通過電流的能力。因為避雷器中通過的電流主要有兩種：一種是雷電流；另一種是工頻電流。所以通流容量也有沖擊和工頻兩種。試驗證明，閥片的通流能力和 通過閥片的累積能

11、量有關(guān)， 所以阿片的沖擊通流容量要以具有一定波形和幅值的電流所允許 通過的次數(shù)來表示，而工頻通流容量則以具有一定幅值的半波電流所允許通過的次數(shù)來表 示。目前我國生產(chǎn)的碳化硅閥片按照材料配方和燒成溫度可分成兩大類：一類是普通閥型避雷器用的低溫閥片；另一類是磁吹閥型避雷器用的高溫閥片。低溫閥片是在300350C的溫度下燒成的，它的非線性系數(shù)?。s為0.2），但通流能力低且易受潮。高溫閥片是在13501390 C的氫氣爐內(nèi)燒成的，其通流能力較大（當(dāng)波形為2000卩s方波時，可達(dá)8001000A）,也不易受潮，但其非線性系數(shù)卻較高（約為0. 24）。（四）閥型避雷器非線性并聯(lián)電阻前面只介紹了單個間隙的

12、特性，事實上閥型避雷器的間隙是由數(shù)個或數(shù)十個單間隙組成的。多個間隙串聯(lián)后將形成一電容鏈。由于電極片對地和對高壓端蓋的部分電容的影響，電壓在各間隙上分布是不均勻的。更嚴(yán)重的是這種不均勻?qū)儆诓环€(wěn)定的，它受瓷套表面情況影響很大，例如由于淋雨或濕污穢而使外瓷套上的電壓分布改變時，間隙串的電壓分布也就隨著改變，這樣避雷器的工頻放電電壓就很不穩(wěn)定。為了解決這個問題，可在每個間隙（或間隙組）上并聯(lián)一分路電阻。如果并聯(lián)分路電阻后，流過分路電阻的電導(dǎo)電流比電容電流大得 多，則間隙串上的電壓分布將由分路電阻來決定。此時只要使與間隙并聯(lián)的分路電阻的阻值相等，各個間隙上的電壓就基本上相等了。必須注意到，采用分路電阻后

13、，在系統(tǒng)額定相電壓的作用下，分路電阻中將長期有電流通過（這一電流稱為避雷器的泄漏電流），但這一電流較小，不會超過分路電阻的熱容量。非線性并聯(lián)電阻的材料配方及工藝與高溫閥片基本相同。現(xiàn)有產(chǎn)品所采用的非線性并聯(lián)電阻為弧形或扁條形狀。對于FZ型避雷器用的非線性并聯(lián)電阻，在直流電流為60卩A及600卩A兩點下測量時，其 a值應(yīng)在0. 350.45范圍內(nèi)。經(jīng)過長期運行后的非線性并聯(lián)電阻會逐漸老化的，一般表現(xiàn)為阻值增加，電導(dǎo)電流下降。其主要原因是由于電暈、臭氧及電阻發(fā)熱等的作用，引起碳化硅觸點氧化膜增厚所致。為了 減緩電阻老化，在制造中均使之充分燒結(jié)和用沖擊大電流進(jìn)行穩(wěn)定處理。（五）閥型避雷器性能 閥型避

14、雷器的基本性能有以下幾方面。（1）保護(hù)性能：限制過電壓，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣不受過電壓損壞；（2）滅弧性能：過電壓引起避雷器動作后，間隙能迅速熄滅電弧而不中斷系統(tǒng)正常輸電；（3）通流能力：避雷器動作過程中，耐受通過它的各種電流而不致?lián)p壞的能力。 表征這些性能的主要電氣參數(shù)有：額定電壓、 工頻放電電壓、 沖擊放電電壓、 沖擊電流 殘壓以及通流容量，現(xiàn)分別敘述如下。1. 額定電壓避雷器能在保證滅弧 （切斷工頻續(xù)流 ）的條件下，允許加在避雷器上的最高工頻電壓，稱 為額定電壓。避雷器通常是接在導(dǎo)線和大地之間的，在正常運行情況下避雷器承受的只是系統(tǒng)相電 壓。但當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時， 健全相上的避雷器所承受的

15、電壓就會高于系統(tǒng)的相電壓。 避 雷器應(yīng)保證能在這一電壓作用下可靠熄滅電弧。單相接地時健全相對地工頻電壓升高和系統(tǒng)中性點接地方式有關(guān)。一般可分為兩種情況：中性點不直接接地的系統(tǒng)，其工頻電壓升高一般可達(dá)系統(tǒng)最大工作線電壓的100%110% :中性點直接接地系統(tǒng)，其工頻電壓升高一般可達(dá)系統(tǒng)最大工作線電壓的80%。因此，一般 3、6、l0kV 的避雷器的額定電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 110%，稱為 110% 避雷器； 3560kV 避雷器的額定電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 100%，稱為 100%避雷 器；而 1 1 0、220kV 避雷器的額定電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的80%，稱為 80

16、%避雷器。2. 工頻放電電壓避雷器的工頻放電電壓要規(guī)定上限和下限。 避雷器的工頻放電電壓不能過高。 因為當(dāng)避 雷器的結(jié)構(gòu)一定時，它的沖擊系數(shù) （沖擊放電電壓與工頻放電電壓的峰值之比 ）就一定了。增 大工頻放電電壓也就會使沖擊放電電壓升高，從而影響到避雷器的保護(hù)性能。避雷器的工頻放電電壓也不能過低。 因為間隙的切斷比給定時， 降低工頻放電電壓就會 使整個避雷器的額定電壓降低， 導(dǎo)致避雷器不能熄滅續(xù)流。 所以從滅弧的觀點出發(fā)， 避雷器 的工頻放電電壓應(yīng)不低于其額定電壓和切斷比的乘積。 另外， 普通閥型避雷器的通流能力有 限，一般是不允許在內(nèi)部過電壓下動作的。 考慮到中性點不直接接地電力系統(tǒng)中， 內(nèi)

17、部過電 壓通常不超過最大相電壓的35 倍；而中性點直接接地時，電力系統(tǒng)中，內(nèi)部過電壓不超過最大相電壓的 3.0 倍。因此從防止避雷器在內(nèi)部過電壓下動作的觀點出發(fā)，35kV 及以下、110kV 及以上避雷器的工頻放電電壓應(yīng)分別不小于電力系統(tǒng)最大相電壓的3.5與 30倍。3沖擊放電電壓避雷器的沖擊放電電壓是指預(yù)放電時間為1.520卩s的沖擊放電電壓。沖擊放電電壓與殘壓是說明避雷器保護(hù)性能的兩個指標(biāo)， 它們越小，被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平也就可以越低。 所以， 在某些情況下， 當(dāng)工頻放電電壓不能降低時， 要設(shè)法降低沖擊系數(shù)來降低避雷器的沖 擊放電電壓。 但必須注意， 不降低殘壓而單方面地降低沖擊放電電壓是

18、無意義的。因為它只能增加避雷器不必要的動作次數(shù)， 而不能降低被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平。 反之， 不降低沖擊放 電電壓而單方面的降低殘壓也是無意義的。 在某些情況下， 當(dāng)沖擊放電電壓過低時， 還要采 取措施來提高 （如裝均壓環(huán) ），以防止在某些內(nèi)部過電壓作用下動作。4沖擊電流殘壓當(dāng)沖擊電流通過避雷器時， 在閥片上產(chǎn)生的電壓降， 該電壓降稱為殘壓。 通常在設(shè)計電 氣設(shè)備絕緣水平時，均以殘壓為依據(jù)。衡量避雷器的保護(hù)水平，常用避雷器在8/20卩s沖擊電流下的殘壓與額定電壓峰值之比來表征，稱為避雷器的保護(hù)比。保護(hù)比越小，意味著避雷器的保護(hù)性能越好。由于變電所一般都有進(jìn)線段來限制進(jìn)入變電所的雷電流，所以對于2

19、20kV及以下的避雷器，一般都是按波形 8/20卩s、幅值為5kA的沖擊電流來測量殘壓的。對于 330kV及更 高電壓等級的電力系統(tǒng)， 由于可能出現(xiàn)較大的雷電流， 同時保護(hù)的要求也更高， 因此用10kA 的沖擊電流來測量殘壓。5通流容量避雷器的通流容量主要取決于閥片的通流容量。（六）閥型避雷器總體結(jié)構(gòu)我國目前生產(chǎn)的閥型避雷器主要分為普通閥型避雷器和磁吹閥型避雷器兩大類。普通閥型避雷器有FS和FZ兩種系列，磁吹閥型避雷器則有FCD和FCZ兩種系列。1. FS系列閥型避雷器FS系列閥型避雷器是用來保護(hù)小容量的配電系統(tǒng)。它的額定電壓等級為 310kV ,內(nèi)部采用平板間隙和低溫閥片。FS系列避雷器所用

20、的閥片直徑較小 （655mm），間隙無分路電阻，其通流容量較低（允許通過的續(xù)流為50A），伏秒特性也較陡，保護(hù)比為0 2Kb=出=鋰2. 52Umk 50式中 Uc 5kA下的殘壓；Umk額定（滅?。╇妷悍逯?。2. FZ系列閥型避雷器FZ系列閥型避雷器是用來保護(hù)中等及大容量變電所的電氣設(shè)備。它的額定電壓等級為 3220kV，是在零件通用和元件特性標(biāo)準(zhǔn)化的原則下成系列地生產(chǎn)的。額定電壓35220kV的避雷器由FZ 15、FZ 20型和FZ30J型這三個基本元件組成，其組合方式列于表5 1。避雷器的基本元件是密封的，內(nèi)裝火花間隙、閥片和分路電阻。FZ系列避雷器的沖擊系數(shù)較FS系列避雷器低些，閥片的

21、直徑則增加到100mm，因此其通流能力也較 FS系列避雷器高（允許通過的續(xù)流為 80A，幅值）。這就使得FZ系列避雷器的殘壓和沖擊放電電壓都 較FS系列避雷器低，其保護(hù)比為表5-1FZ系列避雷器元件組合方式型號組合方式型號組合方式FZ-352X FZ-15FZ-110J4 X FZ-30JFZ-402 X FZ-20FZ-110FZ-20+5 X FZ-15FZ-602X FZ-20+FZ-15FZ-220J8 X FZ-30JKb=鬻=29在FZ 15型及FZ20型兩個基本元件中采取了降低沖擊系數(shù)的措施。這就是把間隙分成兩部分，閥片放在中間，用閥片來加大間隙對地的部分電容，這樣就可以加大沖擊

22、下電壓分布的不均勻程度，使沖擊放電電壓下降10 %左右。但當(dāng)避雷器的額定電壓增高到110kV及以上時，由于串聯(lián)元件的增加，沖擊電壓沿各元件的分布將變得很不均勻，此時避雷器的沖擊放電電壓就顯得過低了，因此必須在避雷器頂部裝均壓環(huán)來提高沖擊放電電壓。110kV以下的避雷FZ系列避雷器的底座是和地絕緣的，以便安裝避雷器動作計數(shù)器。器底座僅在底部固定，而110kV及以上的避雷器由于安裝較高，除在底部固定外還要用3根絕緣拉桿加強(qiáng)固定。3. FCZ系列避雷器FCZ系列避雷器的額定電壓為35500kV。避雷器采用磁吹限流間隙和高溫閥片，其工頻續(xù)流值為450A。閥片的通流容量最大可達(dá) 8001000A ,它的

23、保護(hù)特性比同級電壓的普 通閥型避雷器優(yōu)越。在總體結(jié)構(gòu)方面，F(xiàn)CZ系列磁吹避雷器所用的瓷套直徑較大。這樣，間隙和閥片可在 瓷套內(nèi)分3個元件并列放置。 每個間隙閥片組之間用絕緣件隔開，在電氣上則互相串聯(lián)。 當(dāng)額定電壓為110kV時，避雷器的所有元件可裝在一只瓷套內(nèi)，當(dāng)電壓為220kV或330kV時也只需2只串聯(lián)的瓷套。因此避雷器的高度就可大大降低，安裝時無需用絕緣拉桿來加固， 從而縮小了占地面積。220kV及以上的避雷器頂部還裝有均壓環(huán)，用以改善沖擊電壓的分布。FCZ系列磁吹避雷器的工頻放電電壓比普閥避雷器低，在操作沖擊波作用下放電電壓 更低，因此避雷器有可能在操作過電壓下動作。考慮到FCZ系列避

24、雷器所用高溫閥片的通流能力較高，因此有可能用它來保護(hù)某些類型的操作過電壓，但有可能在能量較大的操作過電壓下發(fā)生損壞（或內(nèi)部嚴(yán)重受潮等）而導(dǎo)致避雷器爆炸。因此，在避雷器瓷套的頂蓋上裝有 防爆裝置（防爆玻璃）。當(dāng)避雷器內(nèi)部壓力達(dá)到一定值時，氣體沖破防爆裝置， 避免發(fā)生爆炸。4. FCD系列避雷器FCD系列避雷器用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的過電壓保護(hù)。由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣比較薄弱，用普通 閥型避雷器保護(hù)不能滿足要求，因此必須采用磁吹避雷器。為了提高避雷器的保護(hù)性能，一是要降低殘壓；二是要降低沖擊放電電壓。減少閥片數(shù)量，增大設(shè)計續(xù)流，可以降低標(biāo)稱放電電流殘壓。FCD系列避雷器工頻續(xù)流設(shè)計值為250A（峰值）。與普閥避

25、雷器相比，F(xiàn)CD系列避雷器的工頻放電電壓要求降低不多，而沖擊放電電 壓要求降低很多。因此，降低沖擊系數(shù)已成為FCD系列避雷器結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要矛盾。我國最初生產(chǎn)的FCD系列避雷器電氣性能，雖能滿足技術(shù)條件的要求，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 笨重，而且成本較高。隨著設(shè)計與結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，由此而產(chǎn)生了各種派生產(chǎn)品。FCDI型就是其中之一，它采用了 460mm高溫閥片和磁吹限流間隙，設(shè)計原則與FCZ系列相同，瓷增大位于下部的間隙對地雜散電容，使FCDI型避雷器成本低，體積小，質(zhì)套下部外表面噴有一層金屬鋁粉，形成一個屏蔽筒,沖擊電壓沿間隙不均勻分布，因此沖擊系數(shù)得以降低。 量小，給使用帶來方便。三、金屬氧化物避雷器金

26、屬氧化物避雷器通常稱為氧化鋅避雷器，它是70年代發(fā)展起來的新型保護(hù)電器。氧5-4鬣化鋅電阻片加典型伏安特性化鋅避雷器的主要元件是氧化鋅電阻片。（一）氧化鋅電阻片伏安特性氧化鋅電阻片的典型伏安特性如圖54所示。整個伏安特性曲線可分成以下3個區(qū)域。I小電流區(qū)域。此區(qū)域內(nèi)的伏安特性曲線 比較陡峭，亦即非線性較差，且具有負(fù)的電阻溫 度系數(shù)，在一40I00 C范圍內(nèi)，電阻片的電阻溫 度系數(shù)約為0. 05%/C。n擊穿區(qū)域。這一區(qū)域內(nèi)的伏安特性非常平坦，具有較好的非線性，服從u=cia關(guān)系,非線性系數(shù)約為0.020.03。氧化鋅電阻片在此區(qū)域內(nèi)具有很小的正電阻溫度系數(shù)，當(dāng)采用 多片并聯(lián)使用時，這一特性有助

27、于改善電流的分布。川一一翻轉(zhuǎn)區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)氧化鋅電阻片晶體的固有電阻開始起作用，特性曲線開始向上翹，非線性特性變差。（二）氧化鋅電阻片靜電電容和介質(zhì)損耗氧化鋅電阻片具有和陶瓷電容器同等的靜電電容（& = 16002000）。在低的工頻電壓下，通過它的電流基本上是容性電流。隨著電壓的升高，有功電流迅速增大。當(dāng)電場強(qiáng)度超過1kV /cm（峰值）時，則主要是有功電流。氧化鋅電阻片的等值回路如圖5 5所示。圖5輛氧化鋅電阻片的等值回跑圖理一機(jī)化聲晶粒的固有電PHf比一羸化棒晶粒的表新掙導(dǎo)電阻辛 氧化鋅胡粒隣表畫勢壘電客*局一氧it梓晶界層的電阻匸 口一氣化鋅晶界民的電容氧化鋅非線性電阻的靜電電容、介質(zhì)

28、損耗與頻率的關(guān)系曲線，如圖56所示。曲線1、2分別表示tg 3、C與頻率的關(guān)系。（三）無間隙氧化鋅避雷器特點避雷器的主要作用是限制過電壓，一方面它在大電流下的殘壓必須限制在被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平以下，并有一定的裕度。另一方面，在過電壓能量釋放之后，避雷器又要 及時地恢復(fù)到正常的高絕緣狀態(tài)。對于傳統(tǒng)的閥型避雷器， 由于碳化硅閥片的非線性還不夠好，所以間隙是不可缺少的200eo帆一個主要元件。然而對于氧化鋅避雷器來說，由于氧化鋅電阻片具有極其優(yōu)異的非線性， 在正常工作電壓下的電阻值很 大，泄漏電流很小；在過電壓情況下其電阻值又很小，過電 壓能量釋放即恢復(fù)到高阻值狀態(tài)，無工頻續(xù)流，因此可以不用串聯(lián)間隙

29、而運行在電力系統(tǒng)上。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的閥型避雷器相比， 無間隙氧化鋅避雷器具 有下列突出優(yōu)點：oL_10*5-5靜電電容、介質(zhì)損耗 與頻率的關(guān)系曲蜿（1）由于無串聯(lián)間隙，從而避免了因間隙存在帶來的許多問題，如對電壓分布及放電電 壓的影響等。（2）由于氧化鋅電阻片具有較好的非線性，在正常工作電壓下，避雷器只有很小的泄漏 電流通過，而在過電壓下動作后并無工頻續(xù)流通過，因此避雷器釋放的能量大為減少，并可 承受多重雷。（3）通流能力大，可采用多片電阻片的并聯(lián)，故提高了避雷器吸收過電壓能量的能力。（4）體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)簡單、運行維護(hù)方便等。（四）氧化鋅避雷器基本參數(shù)1 額定電壓額定電壓施加在避雷器兩端的最

30、大允許工頻電壓的有效值。按照此電壓所設(shè)計的避雷 器，能在所規(guī)定的動作負(fù)荷試驗中確定的暫時過電壓下正確地工作，它是表明避雷器運行特性的一個重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)額定電壓。2. 持續(xù)運行電壓持續(xù)運行電壓在運行中允許持久地施加在避雷器上的工頻電壓有效值。3. 工頻參考電壓工頻參考電壓在工頻參考電流下測出的避雷器上的工頻電壓最大峰值除以 2。多元件串聯(lián)組成的避雷器的工頻參考電壓是每個元件工頻參考電壓之和。工頻參考電流是指通過避雷器工頻電流的阻性分量的峰值，該值由制造廠規(guī)定。4. 直流參考電壓直流參考電壓在直流參考電流下測出的避雷器上的電壓。直流參考電流通常為1 20mA。5. 殘壓這是表征避雷器保護(hù)

31、水平的主要參數(shù)，包括陡波殘壓、標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓及操作波殘壓。（1）陡波殘壓，表征避雷器在陡波下的保護(hù)特性，用視在波前時間I卩s的沖擊電流下的殘壓來表征。（2）標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓，一般用8/20卩s波形的標(biāo)稱放電電流下的殘壓來表征。（3）操作波殘壓，用視在波前時間大于30卩s而小于100卩s,視在半峰時間約為視在波前時間2倍的沖擊電流下的殘壓來表征。6. 通流能力用短持續(xù)時間（4/10卩s）大沖擊電流（1065kA）兩次和長持續(xù)時間（0. 53. 2m；）近 似方波電流（1501500A）多次作用來表征。我國目前大都用通過2ms方波電流值作為避雷器通流能力。氧化鋅避雷器標(biāo)稱沖擊電流下的殘壓與工頻參考電

32、壓之比稱為壓比，是表征電阻片非線性的一個重要參數(shù)。氧化鋅電阻片的壓比可以做到1. 61.7。為保證在工作電壓下通過氧化鋅電阻片的電流極小，避雷器安裝點的最大運行相電壓必須小于工頻參考電壓，兩者之比稱為荷電率。荷電率一般小于80%。（五）帶串聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器中性點非直接接地的 363kV電力系統(tǒng)中，會出現(xiàn) 33. 5倍的內(nèi)部過電壓，而且長 時間存在，無間隙氧化鋅避雷器因無法承受此電壓的長期作用而受到使用的限制。為了充分發(fā)揮氧化鋅電阻片的優(yōu)越性能，使其能用于這些系統(tǒng)， 故采用傳統(tǒng)的電阻片串間隙的辦法可以實現(xiàn)，目前我國已生產(chǎn)出635kV帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器，并已運行于中性點非直接接地的電力

33、系統(tǒng)中。氧化鋅避雷器充圖5-7帶并聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器原理圖帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器與傳統(tǒng)的閥式避雷器性能相比是有差別的。 分利用其電阻片在低電壓下呈現(xiàn)高阻和限流的特點，當(dāng)間隙擊穿后，作 用在電阻片上的電壓低于其額定電壓時，持續(xù)電流小于ImA，電弧可以自滅，串聯(lián)的間隙不必考慮滅弧性能，即不需要考慮放電間隙的切斷比。可以采用結(jié)構(gòu)簡單、制造較為方便的間隙，而且間隙數(shù)量可以減少。為了提高避雷器的工頻放電電壓，以免在被保護(hù)設(shè)備的絕緣能耐 受而不需要保護(hù)的操作過電壓下動作，可以在間隙旁并聯(lián)線性或非線性電阻，利用電阻片在低電壓下有很高電阻的特性，.分擔(dān)部分工頻電壓，這樣間隙的工頻電壓低了， 則間隙距離就

34、可縮小。 而在沖擊電壓作用下， 電壓按電容分配，間隙電容量小，而電阻片電容量大，整個避雷器的沖 擊放電電壓就可降低。這是傳統(tǒng)閥型避雷器無法做到的。由于串聯(lián)間隙 的存在，在正常運行電壓下，氧化鋅電阻片上沒有工頻電壓的作用，所 以氧化鋅電阻片在長期工頻電壓下的老化問題可以不加考慮，即沒有荷電率的要求。（六）帶并聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器57所示。它是將避雷器電阻片分為兩個部帶并聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)的氧化鋅避雷器原理如圖國5-8帶井聯(lián)間隙牴化鋅避雷器伏安特性卩心一避雷器通過驗R時的竝壓* Usz避雷器任期 工作電壓匸口一避雷器并聯(lián)闔隙放電時的殘壓分Ri為主電阻片，R2為并聯(lián)電阻片，在R 2 上并聯(lián)有放電間隙 F。

35、在正常運行電壓下， F不放電，系統(tǒng)電壓作用在 Ri和R2上；在 過電壓作用時，流過 Ri、R2上的電流迅速 增加，殘壓也隨之增高，當(dāng)R2上的殘壓達(dá)到F的放電電壓時，F(xiàn)隨之放電，將R 2短 路，此時避雷器的殘壓僅由R i的伏安特性所決定，所以殘壓就比較低，保護(hù) 性能比較好。由于電阻片的實際荷電率較 低，所以運行安全可靠。帶并聯(lián)間隙氧化鋅 避雷器的伏安特性如圖 58所示。第二節(jié)閥型避雷器試驗一、絕緣電阻測量1. 測量方法對不帶并聯(lián)電阻的避雷器，測量絕緣電阻是發(fā)現(xiàn)初期受潮的有效方法。避雷器內(nèi)部受潮后，絕緣電阻將明顯下降，這種避雷器的絕緣電阻應(yīng)不低于2500M Q。測量時應(yīng)使用2500V兆歐表。對帶有

36、并聯(lián)電阻的避雷器， 經(jīng)過測量絕緣電阻并與前一次或同一型式避雷器的測量數(shù)據(jù) 相比較，可以檢查出內(nèi)部并聯(lián)電阻有無斷裂或連接松脫等情況。測量時仍使用2500V搖表。這種避雷器的絕緣電阻受并聯(lián)電阻非線性系數(shù)的影響，其變化范圍較大，因此對測量結(jié)果無統(tǒng)一規(guī)定，主要是和以前的測量數(shù)據(jù)或同一批產(chǎn)品相互間進(jìn)行比較判斷。2影響絕緣電阻測量結(jié)果的因素。(1) 瓷套表面的清潔干燥情況，對測量結(jié)果影響較大。測量前應(yīng)將瓷套表面擦干凈，若空氣濕度較大，可以用金屬絲在瓷套最下面裙的下部繞一圈再接到搖表的“屏蔽”接線柱上，使流經(jīng)瓷套表面的泄漏電流的影響消除。(2) 環(huán)境溫度對帶有并聯(lián)電阻避雷器的絕緣電阻有影響，隨著溫度的升高，

37、絕緣電阻會下降。在5 35 C范圍內(nèi)，絕緣電阻數(shù)值相差不大， 溫度過低(低于oC )則影響較大，不便 于 今后比較。對于不帶并聯(lián)電阻的避雷器，溫度過低則不能發(fā)現(xiàn)避雷器內(nèi)部是否干燥。(3) 搖表的使用正確與否對測量結(jié)果也有影響。搖表應(yīng)水平放置，轉(zhuǎn)動的速度不要太快 或太慢，一般是 120r / min。避雷器的絕緣電阻試驗方法較簡單，便于操作，可以檢查避雷器內(nèi)部受潮和并聯(lián)電阻斷裂缺陷，但由于搖表電壓低，對于某些絕緣弱點仍不能可靠地顯示出來，因此還需要進(jìn)行電導(dǎo)電流試驗(對帶有并聯(lián)電阻的避雷器)及工頻放電試驗才能最終決定合格與否。二、電導(dǎo)電流試驗(一)試驗方法帶并聯(lián)電阻的閥型避雷器進(jìn)行電導(dǎo)電流試驗，主

38、要是檢查避雷器內(nèi)部是否受潮，并聯(lián)電阻有無斷裂、老化以及同一相內(nèi)各組合元件的非線性系數(shù)。的差值是否超過了規(guī)程的要求等。1 .試驗接線電導(dǎo)電流試驗，一般采用圖 59所示的接線。2. 試驗設(shè)備選擇試驗接線通常采用硅堆整流來獲取半波整流的直流電源。由于避雷器分路電阻的非線性，故整流電壓的脈動對測量結(jié)果影響較大，一般要求電壓的脈動不大于土1. 5%,因此視試驗電壓的高低需要用穩(wěn)壓電容約0. 1卩F左右。穩(wěn)壓電容可以用移相電容器，允許加在移相電容器上的直流電壓可以取電容器額定電壓的3倍。圖5-守社導(dǎo)電流試驗接線圖Tl-iffl壓器汀2試掘變壓辭小一硅堆用l保護(hù)亂恥F筑雷黯保l高值電31： S-測靜電電壓表

39、I-稅壓電容tPAl-PA3-H電阻串誡安表高壓硅堆的主要參數(shù)有最大反向電壓和最大工作電流。在試驗回路中，應(yīng)選擇硅堆的反向電壓大于2倍的試驗電壓。為保證通過硅堆的電流不超過其最大工作電流，在回路中加入保護(hù)電阻 &,保護(hù)電阻數(shù)值應(yīng)大于最高充電電壓與硅堆的最大工作電流之比。若試驗變壓 器T2的最大允許電流低于硅堆的最大工作電流，則應(yīng)以不超過低電流值來選取保護(hù)電阻。3 .直流高壓測量避雷器上直流電壓可以用靜電電壓表PV或高電阻串微安表等方法測量。用最大量程為30kV的Q3 V型靜電電壓表測量普閥避雷器試驗電壓較為簡便，但要注意靜電電壓表本身的準(zhǔn)確度。用最大量程為100kV的Q4V型靜電電壓表測量 F

40、CZ系列磁吹避雷器試驗電壓，就顯得不方便。由于結(jié)構(gòu)上的原因， 攜帶不當(dāng)易使誤差增大或損壞儀表，因此不適宜現(xiàn)場使用。故測量FCZ系列磁吹避雷器上的試驗電壓使用高電阻串微安表的方法就顯得簡便。高電阻串微安表的方法，其電阻可以用容量為2W，阻值為兆歐級的碳膜或金屬膜電阻多個串聯(lián)而成，其制作原則是：(1) 通過高阻串的電流不要過大，一般取100300卩A ;(2) 電阻的個數(shù)不少于 2個/ kV。例如：測量110kV試驗電壓，通過高阻串的電流取 200卩A左右，則要求整個高阻串的 電阻為550M 0,電阻個數(shù)取 2X 110= 220(個)，每個電阻阻值為 550/ 220 = 2.5(M Q )?？?/p>

41、將 220個2. 5M Q的電阻串接在絕緣板或絕緣筒內(nèi)，為了減少高阻串的高度，串接電阻可以螺旋形或曲折形連接。用這種方法測量試驗電壓，應(yīng)事先對高阻串串微安表進(jìn)行校核，以滿足測量精度的需要。4電導(dǎo)電流測量測量避雷器電導(dǎo)電流的微安表，可以接在高壓端或接地端(見圖59中的位置a或b),接在位置a時，要考慮電暈電流的影響，為此需要進(jìn)行屏蔽，從微安表到試品之間的連線要用屏蔽線連接，屏蔽線的外皮與微安表電源側(cè)的端頭相連，芯線則與微安表試品側(cè)端頭連接，這樣電暈電流就不通過微安表了。也可以在不接試品時， 先空升到試驗電壓， 若微安表有電流指示，可以從所測得的電導(dǎo)電流中將其扣除。微安表接在位置a,由于處于高電位

42、，讀表時應(yīng)注意安全。當(dāng)避雷器接地端可以打開時，微安表也可以接在位置b,此時流過微安表的電流主要是避雷器的電導(dǎo)電流，由于微安表處于低電位，因此讀表較為方便。除了上述的試驗電源和測量裝置外，也可以使用便攜式直流高壓試驗裝置，此類裝置是利用高頻倍壓整流得到直流高壓，具有質(zhì)量小、便于攜帶等優(yōu)點。5 非線性系數(shù)測量和計算當(dāng)避雷器是由多節(jié)帶并聯(lián)電阻的組合元件串聯(lián)而成時，在測量避雷器電導(dǎo)電流的同時也可以測量非線性系數(shù)，以校核各元件的非線性系數(shù)差值。按照測量避雷器電導(dǎo)電流的試驗接 線，先測量1 /2試驗電壓U |下的電導(dǎo)電流I |，然后測量全試驗電壓U 2下的電導(dǎo)電流I 2, 由于U i = C 、U2 =

43、C I；，則U 2/Ui = I 2 / I：，對等式兩邊取對數(shù)后可得非線性系數(shù)為a= 1g 土 他上，由于U ;/U 1= 2，故lg U ；/U 1 = 0. 301，于是非線性系數(shù)可根據(jù)Ui I1下式計算a=0.301(I2/I1)(5-2)由上式可以看出，在 U2/ U1= 2的條件下，a值僅與I2/ I1有關(guān)。避雷器的電導(dǎo)電流值應(yīng)符合制造廠的規(guī)定或與歷年試驗數(shù)據(jù)相比，不應(yīng)有顯著變化。對同一相內(nèi)串聯(lián)組合元件的非線性系數(shù)差值，不應(yīng)大于0 05 ;電導(dǎo)電流的最大相差值ax竺 X 100 %不應(yīng)大于 30%。 I max丿試驗時應(yīng)注意環(huán)境溫度對電導(dǎo)電流的影響，由于避雷器的非線性并聯(lián)電阻具有負(fù)

44、的電阻溫度系數(shù)，以環(huán)境溫度20C為準(zhǔn)，當(dāng)每升高10C,電導(dǎo)電流要增大5%左右；每降低10C, 電導(dǎo)電流要減小 5 %左右。三、工頻放電試驗工頻放電試驗是檢驗避雷器電氣性能的一個基本項目。在本章第一節(jié)里已經(jīng)討論過避雷 CZ35-10 FS 避雷器工頻放電電壓試驗接線團(tuán) T1-調(diào)壓器+TE 試軽變壓器*R_保滬電阻疔一試驗赴雷器器的工頻放電電壓與沖擊放電電壓和滅弧性能厶 具有一定的關(guān)系。一般只要測試工頻放電電壓， 就能基本上確定該避雷器電氣性能是否滿足要 求。由于工頻放電試驗容易進(jìn)行，因而它是避雷 器制造和檢修后必須進(jìn)行的一個試驗項目。R。試驗中應(yīng)注意的問題如下。(一)不帶并聯(lián)電阻的避雷器工頻放電

45、試驗 不帶并聯(lián)電阻的FS型避雷器工頻放電試驗 的接線如圖5 1O所示。試驗所需主要設(shè)備有 高電壓試驗變壓器 T2和調(diào)壓器T1,為了使避雷 器的火花間隙不被燒壞，在試驗回路中串入保護(hù)電阻(1) 不帶分路電阻的避雷器，在火花間隙未擊穿前，泄漏電流是很小的，如果保護(hù)電阻 的數(shù)值不大時，可以認(rèn)為變壓器高壓側(cè)電壓即是作用于避雷器上的電壓，因此可以從測量線圈接電壓表或從低壓側(cè)接電壓表，由電壓表的讀數(shù)來確定避雷器的工頻放電電壓。此種測量方法要求使用的電壓表精度盡可能高。在試驗中為了避免避雷器不能自行滅弧而將間隙燒壞，往往在試驗回路中加入保護(hù) 電阻。當(dāng)保護(hù)電阻值選擇過大時，測得的工頻放電電壓往往偏高，這是因為

46、此時避雷器的間隙雖然已經(jīng)開始放電。 但由于保護(hù)電阻的阻值過大，使試品電流較小，還不足以在間隙中建弧，當(dāng)電壓繼續(xù)升高后， 間隙中才能建立穩(wěn)定的工頻電弧，表計才有反映。這樣就使測得的工頻放電電壓超過真實的數(shù)值，造成誤判斷，將工頻放電電壓偏低的避雷器誤認(rèn)為合格。因此保護(hù)電阻阻值宜適當(dāng)小一些，以間隙擊穿后工頻電流不超過O. 7A為宜。但要注意間隙擊穿后，電流應(yīng)在 O. 5s內(nèi)切斷，以免間隙燒壞。(3) 試驗時，升壓速度不宜太快，以免電壓表由于機(jī)械慣性作用而得不到正確的讀數(shù)。另外，還應(yīng)注意在同一試品的兩次連續(xù)試驗中，要保持一定的時間間隔，以便使放電間隙內(nèi)部充分去游離。(二 )帶有并聯(lián)電阻的避雷器工頻放電

47、試驗1. 快速調(diào)壓方法對于帶有非線性并聯(lián)電阻的避雷器，在進(jìn)行工頻放電試驗時，應(yīng)特別注意升壓的時間，這是因為所用的并聯(lián)電阻熱容量不大，在接近放電電壓時， 如果升壓時間拖得較長， 就會使并聯(lián)電阻發(fā)熱損壞。在放電之后，必須將試驗電壓迅速切斷，通常是采用過流速斷的方式， 并在任何情況下，都應(yīng)在0.5s內(nèi)斷開電壓。由于試驗受到升壓時間限制，因此對升壓用的調(diào)壓方式就提出特殊的要求。通常采用如下方法進(jìn)行調(diào)壓。(1) 電動發(fā)電機(jī)組調(diào)壓。采用發(fā)電機(jī)組調(diào)壓，可以得到很好的正弦波形和均勻而隨意的電壓調(diào)節(jié)，不受電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響，因此其電壓和頻率穩(wěn)定度高。但電動發(fā)電機(jī)組投資及運行費用都很大，而且只能安裝在試驗基地，其

48、接線如圖5II所示。圉5J1電動發(fā)電機(jī)粗調(diào)壓工頻赦電試驗接線圖三相同歩電就1機(jī)；G-三相同涉腔電機(jī)；QF-斷蹌器？ T-電壓互感器；上一勵磁機(jī)i K胡-勵磁開關(guān)(接融器卄丘屜磁機(jī)磁場變阻器t尺】保護(hù)皚阻電動發(fā)電機(jī)組的升壓速度可用串在發(fā)電機(jī)勵磁回路中的可變電阻來調(diào)節(jié)。在試驗前，先把發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)到所需要的輸出電壓。在試驗時，則用開關(guān)突然接通勵磁回路，于是在暫態(tài)過程中發(fā)電機(jī)勵磁電流迅速上升到需要值。在試驗中應(yīng)保證避雷器在發(fā)電機(jī)暫態(tài)升壓過程中擊穿，否則將燒壞避雷器的并聯(lián)電阻。在試驗過程中，可用光線示波器記錄實際升壓速度及整個過程。(2) 自耦調(diào)壓器快速升壓。運行單位大都采用自耦調(diào)壓器快速升壓法來進(jìn)行避

49、雷器工頻 放電試驗。由于自耦調(diào)壓器漏抗小，故輸出波形較好，功率損耗也小。因而，當(dāng)試驗變壓器 容量不大時，它是一種應(yīng)用較普遍調(diào)壓方式。采用自精調(diào)壓器快速升壓的方法有兩種： 一是手動操作，配有時間控制裝置。這一方法 較為簡便，即在自耦調(diào)壓器轉(zhuǎn)把上固定一根絕緣棒， 當(dāng)電壓升至接近滅弧電壓時， 迅速轉(zhuǎn)動， 直至避雷器放電跳閘。 二是電動操作，即用一電動機(jī)通過傳動裝置操作調(diào)壓器升壓， 避雷器 放電后過電流跳閘。此方法升壓速度較快，但相應(yīng)的控制裝置要復(fù)雜些。(3) 除上述快速調(diào)壓方法外，還有將試驗變壓器不接試品，空升電壓到試品工頻放電電 壓的下限附近，用絕緣桿將試品上的高壓引線迅速向試驗變壓器高壓端的保護(hù)

50、電阻上點觸一 下，避雷器若沒有放電，就再升高一點電壓，再點觸，直至放電。這個方法很簡單，但因為作用在避雷器上的試驗電壓是瞬時加上的較高工頻電壓，當(dāng)操作絕緣桿向試驗變壓器高壓端點觸過程中，總是瞬時加上這一電壓擊穿的，即相當(dāng)于一個頻率比工頻高很多的沖擊電壓作用在避雷器上，由于避雷器各部分對地電容的作用，使得點觸的方法所測得工頻放電電壓不準(zhǔn)確。2. 工頻放電電壓測量由于升壓速度很快，普通慣性較大的指針式表計測量不出工頻放電電壓值，另外由于 被測電壓高，一般儀表受到絕緣的限制，不能直接用來測量，必須采用沒有慣性或慣性較小的測量裝置，并與能耐受高電壓的轉(zhuǎn)換裝置配合使用。通常使用的測量方法主要有以下幾種。

51、(1)球隙法。在高電壓測量技術(shù)中，銅球間隙作為基本測量設(shè)備已有數(shù)十年的歷史，并 積累了大量的使用經(jīng)驗，制定了準(zhǔn)確度達(dá)到土3%的球隙放電電壓數(shù)據(jù)表格，它不僅可用來測量穩(wěn)態(tài)工頻電壓幅值，同樣也可用采測量沖擊電壓。球隙測量高壓的基本原理是：在一定的大氣條件下，一定直徑的銅球，當(dāng)球隙的距離 一定時，其擊穿電壓是固定的。正是這種特性被用來測量高電壓。為保證測量的準(zhǔn)確度，間隙距離s與球徑之比應(yīng)不大于 0. 5,也不應(yīng)小于0. 05。在使用銅球時，除對球隙支架本身結(jié)構(gòu)有一定要求外，還要求外界導(dǎo)電物體及接地平面離開球一定的距離，否則將影響球隙問電場分布使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。由球隙放電電壓表可知，被測電壓越高，需要

52、銅球的球徑就越大。另外由于空氣密度的變化，將影響球隙擊穿電壓。標(biāo)準(zhǔn)的大氣條件是4氣溫20C，氣壓101.3kPa,濕度11g/m3。球隙放電電壓表中所查得的放電 電壓就是標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的數(shù)值。當(dāng)現(xiàn)場測量與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件不同時，應(yīng)對查表所得的數(shù)值進(jìn)行校正。實際試驗條件下?lián)舸╇妷篣和標(biāo)準(zhǔn)條件下的擊穿電壓U。的關(guān)系為U = KU0式中：K為校正系數(shù)，它是相對空氣密度3的函數(shù)3= 28.9X(53)273+t式中：p以kPa表示大氣壓力；t為攝氏溫度。當(dāng)相對空氣密度在 O. 951. 05范圍內(nèi)，校正系數(shù)及數(shù)值上就等于相對空氣密度3 0空氣密度3與校正系數(shù)K的關(guān)系如表5 2所示。表52相對空氣密度3與校

53、正系數(shù)量的關(guān)系空氣相對密度30.700.750.800.850.900.951.001.051.101.15校正系數(shù)K0.720.770.820.860.910.951.001.051.091.13用球隙測量高電壓時， 為了排除一些偶然因素對放電的影響，要在記錄讀數(shù)之前先放電團(tuán)5-12 電容分壓器幾次，使放電電壓比較穩(wěn)定，并要求測量時取連續(xù) 3次放電電壓的平均值， 每個放電電壓值與平均值之差不得大于3%。(2) 分壓器法。利用分壓器并配以適當(dāng)高阻抗的低壓測量儀表，如示波器及工頻峰值電壓表等，即可測量高電壓。測量工頻高壓通常采用電容分壓器，它是由高壓臂電容Ci和低壓臂U2= U 1C1C1 C2

54、(54)電容C2串聯(lián)而成，如圖512所示。測量信號由 C2兩端輸出，則如果接在輸出端的測量儀表的阻抗足夠大，分壓器各部分的對地雜散電容Ce和對高壓端的雜散電容 Ch會在一定程度上影響其分壓比，見圖5 13。但只要周圍環(huán)境不變，這種影響是恒定的，因此只要預(yù)先準(zhǔn)確地測出其分壓比，則此分壓比即可適用于各種工頻高壓的測量。團(tuán)5-13雜散電容對分壓比診響圖用電阻分壓器也可以測量工頻高壓，但在較高電壓時， 由于分壓器尺寸過大，雜散電容對測量精度有很大影響，使 得電阻分壓器通常只用于測量 100kV以下的工頻電壓。配合分壓器測量工頻放電電壓的儀器，可使用電子示波器或光線示波器。使用電子示波器測量時，從分壓器

55、低壓側(cè) 抽取信號經(jīng)屏蔽電纜接至電子示波器Y軸，在示波器熒光屏上直接顯示試驗電壓的峰值。觀察時，一般將x軸掃描關(guān)閉， 只讓試驗電壓在Y軸上顯示出一條上下伸長的直線。在試驗 以前試品不接入，先通過試驗變壓器對分壓器升壓，從試驗 變壓器儀表線圈端頭接入準(zhǔn)確度不低于0.5級的交流電壓表，對示波器的標(biāo)度進(jìn)行校準(zhǔn)并在熒光屏上記下試品標(biāo)準(zhǔn)的工頻放電電壓上、下限。試驗時可以方便地確定試品工放電壓是否合格，也能方便地讀出工放電壓值。使用光線示波器測量，如從電容分壓器抽取信號，則由于該分壓器的輸出阻抗高，而光線示波器的輸人阻抗低， 兩者不相匹配，為此要將電容分壓器所取的電壓信號通過阻抗變換器，再經(jīng)電阻箱接至光線示波器，阻抗變換器具有輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點。若使用電壓互感器測量放電電壓，其光線示波器的輸入信號不用經(jīng)阻抗變換器就可記錄。3影響測量結(jié)果因素在實際測量中往往用不同的方法測得的結(jié)果也不同，或