無間隙金屬氧化物避雷器試驗

1、無間隙金屬氧化物避雷器結構和試驗培訓教案.避雷器對系統(tǒng)安全運行的作用1 .電力系統(tǒng)運行的可靠性，在很大程度上取決于設備的絕緣水平及工作狀況2 .絕緣配合的實質是在技術上處理好各種作用電壓、限壓措施及設備絕緣耐受能力三者之間的互相配合關系，達到在經濟上和安全運行上總體效益最高3 .對于運行維護部門，在各種電氣設備絕緣水平已確定、設備可能承受的各種電壓已由系統(tǒng)運行方式確定的情況下，保證限壓措施的有效性對確保系統(tǒng)安全運行意義重大二.避雷器分類1 .保護間隙2 .排氣式避雷器3 .閥式避雷器a）普通閥式避雷器b）磁吹避雷器4.氧化鋅避雷器（又稱金屬氧化物避雷器和MOA)三.各類避雷器的特點1 ,間隙和

2、管式避雷器的缺點a）伏秒特性太陡，放電分散性大，絕緣配合困難b）動作后形成幅值很高的截波，危及變壓器絕緣2 .氧化鋅避雷器的優(yōu)點a）保護性能優(yōu)越-殘壓低、相應時間快、陡波特性平坦b）無續(xù)流，動作負載輕，耐重復動作能力強c）通流容量大d）性能穩(wěn)定，抗老化能力強e）結構簡單，尺寸小，易于批量生產，造價低3 .復合外套氧化鋅避雷器的優(yōu)點a）復合外套外絕緣濕閃電壓高、耐污能力強b）硅橡膠外套具有憎水性，相同爬距其污閃電壓高于瓷套c）具有良好的防爆性能d）實芯結構，沒有氣體急速膨脹問題，又可延緩沖擊力e）具有優(yōu)異的密封性能f）體積小、重量輕，有利于運輸和安裝，適合于線路型避雷器，如10kV配電型體積為原

3、瓷套型的1/3，重量為1/4,110kV重量相當于瓷套型的1/5四.氧化鋅避雷器結構瓷套型MOA復合型MOAGIS型MOA五.氧化鋅避雷器閥片伏安特性&3WOI擊六.氧化鋅避雷器的主要電氣參數(shù)1 .持續(xù)運行電壓（Uc）:允許持久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值。2 .額定電壓（Ur）:施加到避雷器端子間的最大工頻電壓有效值，按照此電壓所設計的避雷器，能在規(guī)定的動作負載試驗中確定的暫時過電壓下正確地動作。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)標稱電壓。3 .工頻參考電壓（Uref.ac）：在避雷器通過工頻參考電流時測出的避雷器的工頻電壓最大值除以2。通常Uref低于或接

4、近于“拐點”，高于Ur。Uref,ac的作用是選擇試品，對于用戶作為監(jiān)控運行情況的參考。4 .工頻參考電流（Iref.ac）:用于確定避雷器工頻參考電壓的工頻電流阻性分量的峰值。工頻參考電流應足夠大，使雜散電容對所測避雷器參考電壓的影響可以忽略，該值由制造廠規(guī)定。典型范圍為每平方厘米電阻片面積0.051.0mA。5 .直流參考電壓（Uref.de）:在避雷器流過直流參考電流時測出的避雷器的直流電壓平均值。6 .直流參考電流（lref.de）:用于確定避雷器直流參考電壓的直流電流平均值。通常取15mA。7 .0.75倍直流參考電壓下漏電流：0.75U1mA下漏電流一般不超過50A。多柱并聯(lián)和額定

5、電壓216kV以上的避雷器漏電流由制造廠和用戶協(xié)商規(guī)定。8 .標稱放電電流（In）:用來劃分避雷器等級的、具有8/20波形的雷電沖擊電流峰值，為120kA。9 .殘壓（Ures）a）放電電流流過避雷器時其端子間最大電壓峰值。b）雷電沖擊電流（8/20口S）殘壓c）陡波沖擊電流（1/5pS）殘壓d）操作沖擊電流（30/80口S）殘壓10 .避雷器保護水平a）雷電沖擊保護水平b）陡波電流沖擊下最大殘壓除以1.15和雷電沖擊最大殘壓兩值中較大者為避雷器的雷電沖擊保護水平c）操作沖擊保護水平d）避雷器的操作沖擊保護水平是規(guī)定的操作電流沖擊下最大殘壓11 .荷電率：表征單位電阻片上的電壓負荷，是氧化鋅避

6、雷器的持續(xù)運行電壓峰值與參考電壓的比值。荷電率的高低對避雷器老化的影響很大。荷電率一般采用45%75%，甚至更高。v'2UcUref.de（1mA）12 .壓比：避雷器雷電沖擊殘壓與參考電壓之比，例如10kA壓比為U10kA/U1mA壓比越小，保護性能越好，目前產品壓比約為1.62.0。1.六.避雷器的選擇從使用的觀點出發(fā)，無間隙金屬氧化物避雷器的特性可分為保護特性和運行特性。其保護特性僅由保護水平決定。其運行特性有：額定電壓，沖擊通流能力（雷電通流能2.力，長持續(xù)時間耐受能力），工頻電壓耐受時間特性，耐污性能，壓力釋放等級等避雷器的壓力釋放等級主要是由系統(tǒng)的容量和避雷器的安裝點決定的

7、。具有獨立的屬性。13 避雷器的保護特性和運行特性是互相制約的。14 當系統(tǒng)條件一定，閥片性能一定的條件下，若避雷器額定電壓提高，該避雷器允許的持續(xù)運行電壓就高，避雷器耐受工頻電壓的能力隨之提高，避雷器的能量吸收能力亦隨之提高，但保護裕度減小了（即標稱電流下殘壓高了）。若額定電壓降低，耐受工頻電壓能力降低，能量吸收能力降低，但保護裕度增大了（即標稱電流下殘壓低了）。15 若對系統(tǒng)的情況掌握的清楚（系統(tǒng)的接地方式，過電壓的幅值及持續(xù)時間等），則可以制造最佳的額定電壓值以取得較大的保護裕度。16 若對系統(tǒng)的情況了解的不準確，則選擇的額定電壓就要高些，這樣保護裕度就要小些，被保護物的絕緣所受電應力就

8、要大些。這種情況如選擇較低的額定電壓，避雷器就可能出安全事故。17 同一電壓等級的系統(tǒng)，接于相一地間的，相一相間的，中性點的避雷器其定額電壓是不同的。18 同一個變電站同一個電壓側，其線路型避雷器和母線型避雷器額定電壓也是不同的。七.避雷器型號說明n產品型式：Y金屬氧化物避雷器n外套類型：H.復合外套其他外套不表示n標稱放電電流（kA）n結構特征：W無間隙C.帶串聯(lián)間隙n保護類型：S配電型R-電容器T-鐵道Z或無電站X-線路FSF6組合電器N一中性點n設計序號：以數(shù)字表示n避雷器額定電壓（kV）n標稱放電電流下的殘壓（kV）例如：Y10W-420/958窘套、標稱放電電流10kA、無間隙、（電

9、站型）額定電壓420kV、標稱放電電流下殘壓958kV丫5WZ-17/45咨套、標稱放電電流5kA、無間隙、電站型額定電壓17kV、標稱放電電流下殘壓45kVHY5WS2-17/50復合外套、標稱放電電流5kA、無間隙、配電型、產品設計序號2、額定電壓17kV、標稱放電電流下殘壓50kV八無間隙金屬氧化物避雷器試驗內容1 .絕緣電阻試驗2 .直流1mA電壓umA及0.75U誠下的泄漏電流測量3 .運行電壓下的交流泄漏電流測量4 .工頻參考電流下的工頻參考電壓測量5 .底座絕緣電阻試驗6 .放電計數(shù)器試驗九.建議的試驗流程如下：絕緣電阻試驗運行電壓下的交流泄漏電流測量直流1mA電壓UimA及0.

10、75U1mA卜的Till：漏電流測量十.測量避雷器及底座絕緣電阻1 .試驗目的：測量無間隙金屬氧化物避雷器的絕緣電阻可以初步判斷避雷器內部是否受潮。測量底座絕緣電阻判斷底座絕緣是否良好。2 .試驗方法：使用2500V及以上兆歐表。3 .判斷方法：無間隙金屬氧化物避雷器：35kV以上，絕緣電阻不低于2500血；35kV及以下，絕緣電阻不低于1000血。4 .底座絕緣電阻：自行規(guī)定，可在帶電情況下檢查。十八一,直流1mA電壓LU及0.75U誠下的泄漏電流測量1 .試驗目的：為了檢查氧化鋅閥片是否受潮或者是否劣化，確定其動作性能是否符合產品性能要求。2 .試驗方法：試驗采用高壓直流發(fā)生器進行試驗，選

11、用的試驗設備額定電壓應高于被試驗設備的直流1mAt壓，正常的試驗順序是測量出直流1mAt壓以后，再在0.75LU電壓下測量泄漏電流的大小。3 .判斷方法：避雷器直流1mA電壓的數(shù)值不應該低于GB11032中的規(guī)定數(shù)值且LU實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較變化不應超過土5%，0.75Uha下的泄漏電流不得大于50pA,且與初始值相比較不應有明顯變化。如試驗數(shù)據(jù)雖未超過標準要求，但是與初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較明顯變化時應加強分析，并且在確認數(shù)據(jù)無誤的情況下加強監(jiān)視，如增加帶電測試的次數(shù)等。4 .注意事項：a）由于無間隙金屬氧化物避雷器優(yōu)異的非線性特性，在直流泄漏電流超過200口A時，此時電壓升高一點，電流

12、將會急劇增大，所以此時應該放慢升壓速度，在電流達至j1mA時，讀取電壓值；b）由于無間隙金屬氧化物避雷器表面的泄漏原因，在試驗時應盡可能的將避雷器瓷套表面擦拭干凈。如果仍然試驗直流1mA電壓不合格，應在避雷器瓷套表面裝一個屏蔽環(huán)，讓表面泄漏電流不通過測量儀器，而直接流入地中；c）直流1mA電壓試驗值與產品出廠值相比較，變化不應該大于土5%d）泄漏電流應該在高壓側讀表，而且測量電流的導線必須使用屏蔽線；e）測量時應記錄環(huán)境溫度，閥片的溫度系數(shù)一般為0.050.17%,即溫度升高10度，直流1mA電壓約降低1%所以如果在必要的時候應該進行換算。以免出現(xiàn)誤判斷。十二.運行電壓下的交流泄漏電流測量1

13、.試驗目的：測量運行電壓下的交流泄漏電流能夠判斷無間隙金屬氧化物避雷器的狀況。2 .試驗方法：按圖1進行避雷器交流試驗接線。HIM電壬量4 .避雷器交流試驗接線示意圖5 .判斷方法：該試驗主要的判斷方法是將相鄰的避雷器試驗數(shù)據(jù)進行比較，并且與以前試驗的數(shù)據(jù)進行比較來判斷設備是否運行正常。6 .注意事項：試驗時需記錄環(huán)境溫度和相對濕度以及試驗施加的電壓，并且應該注意瓷套表面的清潔程度；同時要求注意相鄰避雷器的影響（即相間干擾）。十三.工頻參考電流下的工頻參考電壓測量1 .試驗目的：該試驗項目能判斷避雷器的老化、劣化程度。2 .試驗方法：試驗接線圖同圖1，當通過避雷器的阻性電流為工頻參考電流大小時

14、讀取工頻電壓的數(shù)值，這個電壓就是工頻參考電壓。3 .判斷方法：避雷器工頻參考電流下的工頻參考電壓必須大于避雷器的額定電壓。4 .注意事項：a）試驗中的環(huán)境溫度宜為20士15°C,多節(jié)避雷器應該對每節(jié)單獨進行試驗，如果一相中有一節(jié)不合格，應更換該節(jié)避雷器。b）試驗中尤其應該注意由于試驗電壓對于避雷器而言相對較高（超過額定電壓），所以在到達工頻參考電流時應該縮短試驗時間，施加工頻參考電壓的時間應嚴格控制在10s以內。十四.放電計數(shù)器試驗試驗目的：該試驗項目能判斷計數(shù)器是否狀態(tài)良好，判斷其能否正常動作。試驗方法：可以采用專門的放電計數(shù)器測試儀器或者采用并聯(lián)電容充放電的方法。判斷方法：測試3

15、-5次，均應正常動作。十五.氧化鋅避雷器的運行維護1 .外部瓷套是否有破損和裂紋2 .密封是否良好、是否有密封脫落或龜裂3 .引線是否有松動、斷線或斷股現(xiàn)象4 .安裝是否牢固、良好，包括本體和接線端子5 .計數(shù)器動作是否正常6 .瓷套表面的臟污情況，必要時進行清掃7 .端子和金屬件上是否有不正常變色和熔孔十六.氧化鋅避雷器爆炸原因60%制造質量問題，25%運行不當，6%選型不當1 .受潮一引起爆炸的主要原因2 .結構設計不合理3 .參數(shù)選擇不當a）生產廠額定電壓和持續(xù)運行電壓取值偏低b）運行部門選型不當4 .運行部門操作不當5 .老化問題6 .密封不良或漏氣，使潮氣或水份侵入a）密封膠圈永久性

16、壓縮變形指標達不到設計要求b）兩端蓋板加工粗糙、有毛刺將防爆板刺破。蓋板采用鑄造質量極差的鑄鐵件，砂眼多，密封槽因此而出現(xiàn)缺口，使密封膠圈失效c）組裝時漏裝密封膠圈或將干燥劑袋壓在密封圈上或密封膠圈移位，或未將充氮氣的孔封死d）裝氮氣的鋼瓶未經干燥處理，充氮時帶入潮氣e）瓷套質量低劣，受損后出現(xiàn)不易察覺的貫穿性裂紋7 .總裝車間環(huán)境不良，或裝入瓷套的閥片或絕緣件有潮氣十七.影響合成套避雷器質量的因素合成套避雷器結構上主要由三部分構成1 .復合外套2 .閥片固定部件3 .閥片三個組成部分的工藝和質量是決定復合外套氧化鋅避雷器的質量好壞的關鍵1）復合外套a）以高分子硅橡膠材料為主，經過科學的配料，

17、嚴格的工藝混煉，然后與芯體整體硫化而成，在此過程中芯體與硅橡膠的粘接極為重要。b）有的廠家為節(jié)約成本，采用三元乙丙橡膠，有的廠家雖說也采用硅橡膠原料，但在配料過程中大量添加沉淀法白炭黑、甚至硅粉等低成本原料，導致復合外套電性能和老化性能極差。2）閥片固定部件a）芯體結構直接決定著產品的密封性能b）玻璃布管防爆式c）熱縮管式d）玻璃絲布纏繞閥片，玻璃絲布外表涂稀釋環(huán)氧e）用環(huán)氧侵潤的玻璃絲纏繞閥片f）綜合檢驗避雷器芯體結構及復合外套，最有效可g）行的方法是“沸水煮試驗”3）閥片a）應重視廠家生產環(huán)境、原料選用、工藝要求、工序管理、設備配置b）有些閥片廠家不論避雷器技術性能特點以及對閥片的性能要求，只是將閥片低價轉賣給避雷器組裝廠家，使避雷器質量根本無法控制。有些廠家為了減少投入、降低成本，不僅生產環(huán)境及生