高壓氧化鋅避雷器

1、第七章 高壓氧化鋅避雷器第一節(jié) 概 述 隨著輸電電壓等級的提高，由于技術(shù)、經(jīng)濟上的要求，特別是外絕緣的空氣間隙對操作過電壓放電特性的飽和趨勢，迫使絕緣水平大幅度下降，以便于超高壓輸變電設(shè)備（如大型變壓器、高壓絕緣件）的制造和運輸。因此，在超高壓的絕緣配合上，各國都傾向以先進的保護電器進一步降低絕緣水平，使制造的輸變電設(shè)備更經(jīng)濟合理。據(jù)專家估計，絕緣水平降低一級，其成本可降低約67，提高避雷器的電氣特性即可達(dá)到提高輸電系統(tǒng)可靠性、降低絕緣水平，可以減少設(shè)備重量和體積。在遠(yuǎn)距離輸電中，輸變電設(shè)備受到各種過電壓的威脅。輸電電壓較低時，決定輸變電系統(tǒng)絕緣水平的主要因素是雷電過電壓，采用單純的火花間隙避

2、雷器加以保護。后來改用串聯(lián)碳化硅（SiC）等非線性電阻，發(fā)展了閥式的避雷器，既能限制遠(yuǎn)雷過電壓，又能限制近雷過電壓。隨著輸電電壓向高壓、超高壓和特高壓發(fā)展，雷電過電壓并隨之按比例升高，而操作過電壓則逐漸成為決定輸變電系統(tǒng)絕緣水平的主要因素，因而相應(yīng)的發(fā)展了磁吹閥式避雷器、限流型磁吹閥式避雷器，達(dá)到具有限制雷電過電壓和操作過電壓的目的。七十年代初，隨著對氧化鋅（ZnO）非線性電阻元件的研究和應(yīng)用，成功研制出氧化鋅避雷器，氧化鋅電阻片（MOR）具有優(yōu)異的非線性特性，極好的通流能力及其他優(yōu)點。在近幾年，氧化鋅避雷器得到迅速發(fā)展，現(xiàn)已形成低壓、中壓、高壓、超高壓各個等級的系列產(chǎn)品，并正向壓比小、梯度高

3、、能量大的方向發(fā)展。氧化鋅避雷器發(fā)展已成為避雷器的主導(dǎo)方向。電力用避雷器發(fā)展過程可概括為四個階段，見圖71。圖7-1 避雷器的發(fā)展過程第二節(jié) 閥式避雷器 閥式避雷器的分類及其主要特點 閥式避雷器按其用途可分為配電型（保護配電變壓器用）、電站型（保護電站設(shè)備用）、線路型（限制輸電線路向電站侵襲的雷電過電壓和操作過電壓）、旋轉(zhuǎn)電機型（保護直接配電的發(fā)電機或電動機）。按其間隙結(jié)構(gòu)可分為普通閥式、磁吹式及限流型磁吹閥式避霄器三種。按電流又可分為交流和直流避雷器。 一般評定閥式避雷器性能的主要參數(shù)有以下幾個： （1）保護比：避雷器的保護水平，其值等于避雷器沖擊放電電壓或額定電流下的殘壓除以滅弧電壓（峰值

4、）。保護比越小，表示避雷器能限制過電壓的性能越好。 （2）切斷比：其值等于避雷器工頻放電電壓下限值除以滅弧電壓，切斷比越小，表示避雷器保證切斷續(xù)流、恢復(fù)絕緣強度的能力越大。 （3）通流容量：它表示避雷器能耐受一定波形的通過電流的能力，一般有模擬雷電電流和操作波電流兩種。 一、普通閥式避雷器 普通閥式避雷器主要由火花間隙（大多數(shù)為平板間隙）和碳化硅非線性電阻片組成，磁吹閥式和限流型磁吹閥式避雷器均以此為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。 普通閥式避雷器主要應(yīng)用于配電型避雷器。 二、磁吹閥式避雷器 隨著高壓輸電的發(fā)展，當(dāng)系統(tǒng)切合空載長線，斷路器重燃時，輸變電設(shè)備受到來自系統(tǒng)本身的所謂操作過電壓的威脅，因此，發(fā)展了磁

5、吹式閥式避雷器。采用磁吹間隙，能限制雷電過電壓，也可以限制操作過電壓。 磁吹閥式避雷器，主要由磁吹間隙和碳化硅閥片所組成，設(shè)計了產(chǎn)生磁場的裝置，以增加火花間隙的熄弧能力，性能比一般陰極壓降熄弧的閥式避雷器好。 該種避雷器主要用于中壓配電型避雷器，少數(shù)用于高壓避雷器。 三、限流型磁吹閥式避雷器 普通間隙和磁吹間隙兩端無電壓降，全靠碳化硅閥片限制放電電流，當(dāng)殘壓降低時，續(xù)流也增加，在這種情況下，極易發(fā)生系統(tǒng)所固有的恢復(fù)電壓，施加于閥片的負(fù)載也增加，往往會降低動作負(fù)載能力。限流型磁吹閥式避雷器正是適應(yīng)這種要求而發(fā)展起來的。 它的主要特點： （一）吸收能量由閥片和間隙兩者分擔(dān)，可進一步增加避雷器能量，

6、提高避雷器的性能； （二）較高的續(xù)流遮斷能力，可靠的熄滅操作過電壓續(xù)流。 （三）由于限流型間隙只有弧壓降，可取代部分閥片，而降低避雷器殘壓，提高保護性能，降低高壓、超高壓系統(tǒng)的絕緣水平。 四、保護旋轉(zhuǎn)電機用避雷器 這種避雷器主耍用于防止雷電波的侵襲，要求其沖擊放電電壓及殘壓很低。采用磁吹限流間隙后，因其滅弧性能好，且能減輕閥片的負(fù)擔(dān)，就可制造出能保護電機絕緣的避雷器，為了降低沖擊放電電壓，前蘇聯(lián)曾在部分間隙上并聯(lián)電容，也有加大雜散電容屏蔽的作用，造成間隙沖擊電壓均勻分布，以降低沖擊電壓。五、六氟化硫（SF6）避雷器 六氟化硫避雷器有普通閥式和限流型磁吹閥式兩種，其間隙的絕緣均用六氟化硫氣體，故

7、有如下優(yōu)點： （1）能耐受高速重合閘過電壓和斷路器操作時的重燃過電壓等重負(fù)載； （2）用絕緣性能良好的SF6，使串聯(lián)間隙數(shù)量比充氮氣（N2）時大大減少；可簡化間隙結(jié)構(gòu)，縮小避雷器尺寸； （3）SF6的電子親和力強，滅弧性能好。 六、直流避雷器為了保護交直流變電站的各種設(shè)備，需要設(shè)置直流避雷器，但直流輸電系統(tǒng)與交流輸電系統(tǒng)不同，前者電壓和電流設(shè)備沒有零點為恒定值電壓包括高次諧波，加之輸送距離長，故對避用器要求極其苛刻。例如，用線路直流避霄器，限制從直流線路入侵的過電壓，是作為變電站的第一道保護，保護水平選的比變電站用避雷器低，所以要承受最苛刻的動作負(fù)載。第三節(jié) 氧化鋅避雷器 一、氧化鋅（ZnO）

8、避雷器發(fā)展概況 由于磁吹和限流技術(shù)的應(yīng)用，使閥式避雷器的性能有了較大的提高，基本可滿足輸變電的要求，但對于高壓、超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)，仍然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如為了得到較平均的伏秒特性，來用了并聯(lián)電容、點火間隙等復(fù)雜的電壓控制措施）、體積龐大、價高、制造難度大等問題。有時，其間隙在工頻續(xù)流下熄不了弧，導(dǎo)致電網(wǎng)重大事故。因此，有人認(rèn)為這種避雷器至七十年代初已到發(fā)展的極限，欲在技術(shù)上進一步提高，就要有更好的非線性電阻元件。 1968年日本松下電器產(chǎn)業(yè)公司首創(chuàng)的氧化鋅非線性電阻，已廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的穩(wěn)壓和保護，繼而用于低壓電力設(shè)備，以防止真空開關(guān)切斷感性電流時產(chǎn)生的過電壓的危害（即所謂浪涌吸收

9、器），嗣后，其應(yīng)用范圍日益擴大。鑒于ZnO非線性電阻有極其優(yōu)異的非線性，可不經(jīng)串聯(lián)火化間隙接入電路而其工作電流異常微小，在抑制過電壓時流過相當(dāng)大的過電壓電流，而其上的電壓降卻不高，就可能使避霄器實現(xiàn)無間隙化。金屬氧化物電阻片（MOR）是一種具有非線性電流電壓特性和大的吸收能量能力的陶瓷半導(dǎo)體器件。在電網(wǎng)運行電壓下，通流極小，約0.12？mA。用MOR疊制成交流系統(tǒng)無間隙金屬氧化物避雷器（WGMOA），使閥式避雷器進入新的一代，是當(dāng)今電力系統(tǒng)廣泛使用的過電壓保護裝置。 二、氧化鋅避雷器的特點 2.1 不存在間隙放電電壓隨避雷器內(nèi)部氣壓變化而變化的問題，因此無間隙避雷器是最理想的高原地區(qū)避雷器。

10、2.2 特別適用于直流輸電設(shè)備的保護。直流電弧不象交流電弧有自然過零點，因此熄弧比較困難。無間隙避雷器不存在滅弧問題，所以用作直流避雷器是很理想的。 2.3 作為SF6全封閉組合電器中的一個組件是特別適合的，這可解決傳統(tǒng)避雷器的間隙在SF6中放電分散性大和放電電壓易隨氣壓變化而變化等問題。 2.4 用于重污穢地區(qū)，氧化鋅避雷器比傳統(tǒng)避雷器有更大的優(yōu)越性，因為不存在污穢影響間隙電壓分布的問題。2.5 陡彼下保護特性改善。盡管氧化鋅電阻片與碳化硅相似，殘壓隨沖擊電流波前的減小而增大，但因為不存在間隙放電電壓隨雷電波陡度的增加而增大的問題，所以陡波下保護特性可以得到改善。 金屬氧化物避雷器在有些情況

11、下仍帶有火花間隙，使其能耐受較高的工頻過電壓而不損壞。但這種情況下間隙只起隔離作用，不起滅弧作用。 由干不存在滅弧問題，所以傳統(tǒng)碳化硅避雷器的最重要參數(shù)滅弧電壓對MOA是毫無意義的。對于MOA來說，工頻參考電壓是一個重要參數(shù)，一般取通過避雷器的阻性電流分量等于1mA時避雷器上的工頻電壓峰值。 三、MOR簡介 氧化辟避雷器的主要元件是氧化鋅閥片，下面就其性能、微觀結(jié)構(gòu)、配方、工藝等方面作一下介紹。 3.1 氧化鋅閥片的性能 （1） 伏安特性 與碳化硅閥片相比，氧化鋅閥片的主要優(yōu)點是它具有優(yōu)異的非線性，圖31示出ZnO閥片與SiC閥片的伏安特性曲線。由圖可看出，在正常運行電壓流過SiC閥片的電流將

12、達(dá)數(shù)十至幾百安培，而流過ZnO閥片的電流只有幾十微安，這就可以取消串聯(lián)間隙，實現(xiàn)無間隙避雷器。 氧化鋅閥片的伏安特性曲線可以分為三個區(qū)域，如圖72所示：圖72 氧化鋅閥片及碳化硅閥片的伏安特性 I為小電流區(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)（約為0.05）。 為擊穿區(qū)域，在這一區(qū)域內(nèi)的伏安特性非常平坦，具有極好的非線性，服從下面的實驗關(guān)系式： IKU° 且具有很小的正電阻溫度系數(shù)，當(dāng)ZnO閥片并聯(lián)使用時，這一特性有助于改善電流的分布。 為反轉(zhuǎn)區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)ZnO晶體的固有電阻開始起作用，特性曲線開始向上翹，非線性變差。 和 SIC閥片一樣，隨著

13、沖擊電流波前時間變短，ZnO閥片的殘壓升高，但它對于沖擊電流波頭時間的響應(yīng)特性遠(yuǎn)優(yōu)于SiC閥片。圖32表示ZnO閥片與SiC閥片的殘壓的電流波形響應(yīng)曲線，由圖可看出，當(dāng)彼頭時間由8s變?yōu)?1s時，SiC閥片的殘壓將增加 15，而 ZnO閥片的殘壓僅增加約 6。電流波前時間（s）圖73 ZnO閥片殘壓對電流波前時間的響應(yīng)曲線 （2） 靜電電容 ZnO閥片具有與陶瓷電容器相近的電容（r10002000），這對于改善其在污穢狀態(tài)下的電位分布是有利的。 （3） 通流容量與碳化硅避雷器一樣，對ZnO閥片也要考核其短持續(xù)時間大電流遣流容量及長持續(xù)時間通流容量。圖74、圖75分別為ZnO閥片的U1mA與大電

14、流耐受及方波耐受之關(guān)系。由圖可看出ZnO閥片隨著短波前電流幅值之增加，U1mA也逐漸增大，而通過矩形波電流時的情況不一樣，當(dāng)方波電流幅值小于某一數(shù)值時，ZnO閥片的U1mA值幾乎沒什么變化，而當(dāng)方波電流幅值超過某一數(shù)值時，U1mA驟然猛降，閥片擊穿。圖74 圖75 （4） 運行壽命ZnO閥片在長期運行電壓作用下，將逐漸老化，表現(xiàn)為其阻性電流分量將隨著施加電壓的時間增加而逐漸增大，一旦其發(fā)熱超過散熱時，就會發(fā)生熱崩潰，使ZnO閥片破壞。運行壽命是ZnO閥片的一項很重要的指標(biāo)，通常利用阿侖累斯公式來評價運行壽命，此公式是假定溫度引起的劣化是由于化學(xué)反應(yīng)所致，可用下式來表達(dá)：tt0expEaf（V）

15、RT式中：t達(dá)到熱崩潰前的時間； t0、R常數(shù)； E0反應(yīng)激活能； T絕對溫度； V施加于ZnO電阻片上的電莊由上式可看出，t與電阻片的荷電率（ ）有關(guān)，t的對數(shù)與1/T比例.因此，可以利用提高溫度的辦法，來進行加速劣化試驗。通過對氧化鋅閥片大量的試驗，進一步得出了2.5倍法則，即溫度每增加10，氧化鋅閥片的壽命縮短到遠(yuǎn)壽命的1/2.5，即氧化鋅閥片的溫度加速劣化系數(shù)為： Aft = 2.5 例如對氧化鋅閥片在115下進行劣化試驗，壽命為1000小時，則折合到40環(huán)境溫度下其壽命可達(dá)： 2.5 ×1000× 110年 這就是LECTC34WG4推薦標(biāo)準(zhǔn)草案上規(guī)定在115下對

16、ZnO片進行1000小時加速劣化試驗的依據(jù)。 3.2 氧化鋅閥片的微觀結(jié)構(gòu) 圖76說明，閥片有ZnO晶粒及包圍這些晶粒的晶界層和零散的分布于晶界層內(nèi)的尖晶石（Zn7Sb2O12）晶粒三部分所組成。ZnO晶粒中因溶有Co、Mn、Ni等雜質(zhì)，其電阻率約為110-cm，晶粒的平均直徑為10m左右。晶界層以Bi2O3為主，還包含有相當(dāng)數(shù)量的鋅及為量的其它雜質(zhì)，厚度約為0.1m，其電阻率在低電場下在1010cm以上。因此所加電壓幾乎全部加在此高電阻的晶界層上。隨著電壓增高，晶界層電阻下降，因而呈現(xiàn)出非線性。尖晶石相是氧化鋅與氧化銻的復(fù)合氧化物，此外還含有少量的Co、Mn、Ni、Cr等雜質(zhì)，其粒徑約為3m

17、左右，其作用在于抑制 ZnO晶粒的生長，對非線性無直接影響。圖7-6 ZnO閥片的微觀結(jié)構(gòu)1-晶界層 2-尖晶石晶粒 3-ZnO晶粒3.3氧化鋅閥片的配方與制造過程 日本松下電器產(chǎn)業(yè)公司早期研究成功的ZnO非線性電阻片是由ZnO、Bi2O3和PbO三種氧化物組成。1970年他門與明電舍公司合作，在原有配方基礎(chǔ)上制成了合95以上ZnO，并添加有Bi2O3、Sb2O3、MnO2、Cr2O3、CO2O3五種氧化物的ZnO閥片，使通流容量與非線性均有很大改善。首先用來制成了6kV帶簡單間隙的配電型避雷器和66kV電站無間隙避雷器。此后為了進一步改進ZnO閥片的性能，又添加了SiO2、NiO、CeO2、

18、SnO2、A1（NO3）等，形成了目前用于生產(chǎn)ZnO非線性電阻的各種配方，下表列出了最普通的五種添加物配方和曾為我國較廣泛采用的九元添加物配方。ZnOBi2O3CO2O3MnO2Sb2O3Cr2O3H3BO3SnO2CeO2PbONiOSiO2A1(NO3)3五元mo1%970.50.50.51.00.5九元mo1%94.70.71.00.51.00.50.11.00.525ppm九元mo1%8651.00.56.50.350.10.10.10.20.25 ZnO ZnO閥片的主要成分，占總摩爾量的90以上，是生成ZnO晶粒的主體。在ZnO晶粒中，由于氧缺位，形成低阻的ZnO主體，這一點對于降

19、低大電流下殘壓，降低壓比是重要的。 Bi2O3是形成包圍 ZnO晶粒的主要成分，在一定范圍內(nèi)增加 Bi2O3的含量時，可降低U1ma值及減少電流，降低壓比,改善通流容量及吸收過電壓能量能力。 Sb2O3是構(gòu)成尖晶石的重要原料如前所述，尖晶石相的主要作用，是在燒成過程中抑制ZnO晶粒的長大，因此增加Sb2O3在配方中的含量，可顯著增加U1ma值，并使壓比降低，但過多地增加Sb2O3將使泄露電流增加，井降低其通流容量及吸收過電壓能量的能力。 CO2O3增加CO2O3的含量可降低U1ma，減少泄露電流，但卻使壓比增加；適量地增加 CO2O3的含量，可提高通流容量及吸收過電壓能量的能力；但過多地加入

20、CO2O3后又會使通流容量及吸收過電壓能量能力降低。 MnO2 在燒成過程中可以抑制Bi2O3的揮發(fā)，是燒成溫度提高，晶界層加厚。此外部分Mn進入晶格，可以活化晶格，助長晶粒的生長。增加MnO2的食量可顯著降低泄露電流，井使U1ma的值增加，壓比降低，但同時卻使耐受過電壓能量的能力降低。 Cr2O3增加Cr2O3可增加U1ma，同時卻使泄露電流增加，在一定的范圍內(nèi)增加Cr2O3會使壓比增加，進一步增加CrO3的含量，又會使壓比降低；對過電壓能量吸收能力無明顯的影響。A1（NO3）3加入少量的A1（NO3）3，可明顯地減少氣孔，提高熱穩(wěn)定性、抗老化性，但同時增加泄露電流。 CuO及 S 這些雜質(zhì)

21、對 ZnO閥片極為有害，CuO導(dǎo)致材料易閃絡(luò)，S可使ZnO閥什的壓比增加百分之十幾。 各個制造廠制造ZnO閥片的工藝流程不完全一樣，我國目前許多廠家采用的工藝流程如下： Zno原料煅燒 混料 造粒 成型 噴電極 研磨 燒成 涂敷高阻層 電性能測量 ZnO原料煅燒，主要為了減少燒成過程中ZnO的收漸。提高ZnO原料的鍛燒溫度有利于提高閥片通流容量，但會增加壓比。煅燒溫度過高時原料也不易粉碎。 混料 可用塑料滾筒或振磨機進行。增加混料時間，可提高混料的均勻性及細(xì)度，但當(dāng)混料時間達(dá)到一定值后，進一步延長磨料時間，對細(xì)度的影響不大。 造粒 目前國內(nèi)大多采用過篩造粒法，即先用較低的壓力將混合料壓成荒坯，

22、然后在破碎過篩。用這種方法造粒，顆粒形狀不規(guī)則，除了粗的顆粒外，還合有一些粉料，容量較小，流動性較差，成型時水份含量要求較高（69），成型坯件的體比重較低（一般低于3gcm3），因而燒成時收縮較大，容易形成燒成開裂等缺陷。采用噴霧造?？梢垣@得球狀、流動性極好的成型料，料的容量也大（可達(dá)1.41.5gcm3），可在12的水份下成型，有助于減少燒成缺陷。為了獲得較粗顆粒 （100150µ m）的成型料，一般都采用并流式壓力噴嘴型噴霧干燥器。 成型 成型壓力一般在300600kgcm3，太小時坯件的干燥強度太低；太大，則由于壓力傳遞不均，容易在坯件內(nèi)形成應(yīng)力，這是形成燒成缺陷的原因之一。

23、為了避免成型時發(fā)生層裂，加壓速度不宜太快，中間最好采用排氣的措施。 燒成 燒成是使材料具有某種顯微組織結(jié)構(gòu)，是整個工藝過程中最關(guān)鍵的一環(huán)，他影響材料的性能和組織結(jié)構(gòu)。 燒成過程中，首先根據(jù)材料在加熱過程中的失重及收縮曲線來制訂燒成曲線。圖36是ZnO閥片在7001200的失重及收縮曲線，由圖可見，在800900區(qū)間，坯件的徑向及軸向的收縮均很大，因此，在這個溫度范圍內(nèi)，應(yīng)該減慢升溫速度。一般陶瓷制品都是把最大收縮時的溫度定為僥成溫度，但對于ZnO M片，則主耍應(yīng)考慮產(chǎn)品的性能，應(yīng)該把獲得綜合最佳特性的溫度定為燒成溫度。一般來說，隨著溫度升高，ZnO晶粒逐漸發(fā)育，包圍ZnO晶粒的富鉍相及富銻尖晶

24、石相逐漸形成，產(chǎn)品特性不斷提高，但當(dāng)溫度達(dá)到某一最佳溫度后，再進一步提高燒成溫度，就會出現(xiàn)過分發(fā)育的晶粒，同時鉍的蒸發(fā)加劇，伴隨著制品特性的惡化。溫度（）溫度（）圖3-6 ZnO閥片的失重及收縮曲線許多廠象為了改善ZnO閥片的穩(wěn)定性，都在燒成后增加一道熱處理工序，即將閥片升至某一溫度后逐漸冷卻下來，或?qū)﹂y片進行一定的冷熱循環(huán)。 四、氧化鋅避雷器（WGMOA）的幾個重要參數(shù) 無間隙金屬氧化鋅避雷器是由非線性金屬氧化鋅電阻片串聯(lián)成并聯(lián)組成且無串聯(lián)成并聯(lián)放電間隙的避雷器，下面介紹避雷器的幾個重要參數(shù)： 4.1避雷器額定電壓（Ur） 施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值，按照此電壓所設(shè)計的邀雷器

25、，能在所規(guī)定的動作負(fù)載試驗中確定的暫時過電壓下正確地工作。它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(biāo)稱電壓。 4.2避雷器持續(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。 4.3避雷器額定頻率 避雷器設(shè)計使用的電力系統(tǒng)的頻率。 4.4 雷電沖擊電流 一種 820波形沖擊電流。因設(shè)備調(diào)整的限制，視在波前時間的實測值為 7µ s9µ s波尾視在半峰值時間為 18 µ s22µ s。 4.5長持續(xù)時間沖擊電流 一種方波沖擊電流，其迅速上升到這大值、在規(guī)定時間內(nèi)大體保持恒定、然后迅速降至零值的沖擊波。定義方彼沖擊電流的參數(shù)為：極性、

26、峰值、峰值視在持續(xù)時間和總的視在持續(xù)時間。4.6避雷器的放電電流遜雷器動作時通過避雷器的沖擊電流。4.7避雷器的標(biāo)稱放電電流（In）用來劃分避雷器等級、具有820波形的雷電沖擊電流峰值。4.8避雷器的持續(xù)電流 施加持續(xù)運行電壓時流過避雷器的電流。 為了比較，持續(xù)電流可用有效值或峰值表示。 注：持續(xù)電流由阻性和容性分量組成，隨溫度、雜散電容和外部污穢影響而變化。因此試品持續(xù)電流可不同于整只避雷器的持續(xù)運行電流。 4.9避雷器的參考電壓（Uref） 參考電壓分為工頻參考電壓（UACref）和直流參考電壓（UDCref） 避雷器的工頻參考電壓（UACref） 在避雷器通過工頻參考電流時測出的避雷器的

27、工頻電壓最大峰值除以2多元件串 聯(lián)組成的避雷器的電壓是每個元件工頻參考電壓之和。 注：測量工頻參考電壓對動作負(fù)載試驗中正確選擇試品是必需的。 避雷器的直流參考電壓（UDC.ref） 在避雷器通過直流參考電流時測出的避雷器的直流電壓平均值。 注：測量直流參考電壓對動作負(fù)載試驗中正確選擇試品是必需的。 4.10避雷器的參考電流 避雷器的工頻參考電流 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（如果電流是非對稱的，取 兩個極性中較高的峰值）。工頻參考電流應(yīng)足夠大，使雜散電容對所測避雷器或元件（包括設(shè)計的均壓系統(tǒng)）的參考電壓的影響可以忽略，該值由制造廠家規(guī)定。注：工頻參考電流取決于避雷器的標(biāo)2

28、. 稱放電電流及（或）線路放電等級。對單柱避雷器，參考電流值的典型范圍為每平方厘米電阻片面積O.05mA到1.0mA。 在工頻參考電流被形因極性而不對稱情況下，應(yīng)取兩極性中較高的電流來確定參 考電流。 避雷器的直流參考電流 用于確定避雷器直流參考電壓的直流電流平均值。 注：避雷器直流參考電流通常取lmA到5mA。 4.11 0.75倍直流參考電壓下漏電流 在O.75倍直流參考電壓下流過避雷器的漏電流。 4.12避雷器的殘壓（Ures） 放電電流通過避雷器時其端子間的最大電壓峰值。 4.13避雷器的保護特性 由以下各項組合： a）波電流沖擊下殘壓； b）雷電沖擊電流下殘壓； c）操作沖擊電流下殘

29、壓。避雷器的雷電（過電壓）保護水平是取下列兩項的較高者；陡波電流沖擊下最大殘壓除以1.15；標(biāo)稱放電電流下最大殘壓。 避雷器的操作沖擊保護水平是規(guī)定的操作沖擊電流下的最大殘壓。 4.14避雷器的熱穩(wěn)定 避雷器熱穩(wěn)定是指避雷器在動作負(fù)載試驗后引起溫度上升，在規(guī)定的環(huán)境條件下對避雷器施加規(guī)定的持續(xù)運行電壓，電阻片的溫度能隨時間而下降，則稱此避雷器是熱穩(wěn)定的。 五、氧化鋅避雷器的試驗避雷器的各項性能必須通過各種試驗來驗證和考核，新產(chǎn)品定型時，必須通過GB ll032200O 交流無間隙金屬氧化物避雷器規(guī)定的型試試驗項目，避雷器的型試試驗項目見下表。 避雷器型試試驗項目序號試驗項目名稱試驗依據(jù)試驗方法

30、試品數(shù)量1持續(xù)電流試驗6.48.12額定電壓288kV及以上避雷器1只，其余3只2殘壓試驗a.陡波沖擊殘壓試驗b.雷電沖擊殘壓試驗c.操作沖擊殘壓試驗6.68.33只避雷器（或比例單元）3長持續(xù)時間電流沖擊耐受試驗a.線路放電試驗b.方波沖擊電流試驗6.118.43只比例單元2只避雷器或比例單元4工頻電壓耐受時間特性試驗6.14附錄D每點1只比例單元5工頻參考電壓試驗8.13額定電壓288kV及以上避雷器1只，其余3只6動作負(fù)載試驗a.速老化試驗b.大電流沖擊動作負(fù)載試驗c.操作沖擊動作負(fù)載試驗6.138.63只避雷器或比例單元3只避雷器或比例單元3只避雷器或比例單元7密封試驗6.88.10額

31、定電壓288kV及以上避雷器1只，其余3只8外套的絕緣耐受試驗6.28.242kV及以上1只外套42kV以下3只外套9壓力釋放試驗a.大電流壓力釋放試驗b.小電流壓力釋放試驗6.158.71只避雷器（或元件）1只避雷器（或元件）10機械負(fù)荷試驗6.178.942kV及以上1只避雷器42kV以下3只避雷器11直流參考電壓試驗8.14額定電壓288kV及以上避雷器1只，其余3只120.75倍直流參考電壓下漏電流試驗6.58.15額定電壓288kV及以上避雷器1只，其余3只13局部放電和無線電干擾電壓試驗6.78.161只避雷器14人工污穢試驗6.188.111只避雷器15多柱避雷器電流分布試驗6.

32、98.171只避雷器16脫離試驗6.168.8按要求出廠的每只避雷器應(yīng)按下表的規(guī)定進行檢驗。如果避雷器不滿足表52中所規(guī)定的任何一項要求時，則此避雷器認(rèn)為不合格。序號試驗項目名稱試驗依據(jù)試驗方法試品數(shù)量1持續(xù)電流試驗6.38.12避雷器或元件2標(biāo)稱放電電流殘壓試驗6.58.3避雷器或元件3工頻參考電壓試驗8.14避雷器或元件4直流參考電壓試驗8.14避雷器或元件50.75倍直流參考電壓下漏電流試驗6.48.15避雷器或元件6密封性能試驗6.78.10避雷器或元件7局部放電試驗6.68.16避雷器或元件8多柱避雷器電流分布試驗6.88.17每組并聯(lián)的電阻片柱注：額定電壓42kV以下避雷器，序號1

33、、3、7項試驗可不做。下面簡單介紹一下避雷器的幾項試驗： 5.1持續(xù)電流試驗 在待續(xù)運行電壓下通過避雷器的持續(xù)電流應(yīng)不超過規(guī)定值，該值由制造廠規(guī)定和提供，依據(jù)避雷器型試試驗時的規(guī)定值和通過值。 型試試驗應(yīng)在整只避雷器上進行，對試品施加持續(xù)運行電壓，測量通過試品的全電流和阻性電流，如果在避雷器的元件上進行時，所施加的持續(xù)運行電壓按整只避雷器的額定電壓與元件額定電壓的比例計算。 試驗環(huán)境溫度為20± 15。 注：例行試驗可在整只避雷器或避雷器元件上進行。 5.2殘壓試驗 避雷器的殘壓試驗有三項： （1）陡波沖擊殘壓試驗 （2）雷電沖擊殘壓試驗 （3）操作沖擊殘壓試驗為了試驗避雷器在雷電、

34、陡彼和操作過電壓作用下的保護特性，避雷器需要做雷電、陡波和操作過電壓三種殘壓試驗。 雷電沖擊殘壓允許用單個電阻片雷電沖擊殘壓波形如圖77所示： 2.1陡波電流沖擊殘壓試驗 應(yīng)對3只試品的每1只試品施加1次幅值等于避雷器標(biāo)稱放電電流（偏差± 5）的陡彼沖擊電流，記錄3次電壓峰值。殘壓按6.5確定，最大值定為避雷器的陡彼電流殘壓。所用電壓測量回路的響應(yīng)時間T和T1應(yīng)不超過20ns。電流測量回路響應(yīng)時間應(yīng)不超過150ns, 見GBT16927.2。 2.2雷電沖擊殘壓試驗 應(yīng)對3只試品的每1只試品施加3次雷電電流沖擊，其幅值分別約為避雷器標(biāo)稱放電電流的0.5倍、1倍和2倍。視在波前時間應(yīng)在

35、7s9s之間。而半峰值時間（無嚴(yán)格要求0可有任意偏差）。殘壓按6.5確定。已確定的殘壓最大值應(yīng)畫成殘壓與電流的曲線。在曲線上相應(yīng)于標(biāo)稱放電電流讀取的殘壓，定義為避雷器的雷電沖擊保護水平。 注：如果整只避雷器例行試驗在上述任一電流下不能進行時，則型試試驗應(yīng)補充進行電流在。0.010.25倍的標(biāo)稱放電電流范圍內(nèi)某一電流下的試驗，以便與整只避雷器進行比較，也允許用單個電阻片殘壓的算術(shù)和代之。若用戶需要，制造廠也可提供0.5倍、2倍避雷器標(biāo)稱放電電流下的殘壓值，其規(guī)定值應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。 操作沖擊殘壓試驗應(yīng)對3只試品的每1只試品施加1次操作電流沖擊，其幅值等于下表中規(guī)定的幅值（偏差±5）。殘壓按6.5確定。最大值定為相應(yīng)電流下避雷器的操作沖擊殘壓。按下表規(guī)定的電流值測出的最大殘壓定義為避雷器的操作沖擊保護水平。 5.3避雷器的通流容量和能量項目中的三項試驗： （1）長持續(xù)時間電流沖擊耐受試驗：避雷器等級避雷器使用場合避雷器額定電壓