避雷器的試驗與狀態(tài)診斷課件

1、避雷器的試驗與狀態(tài)診斷第1頁，共31頁。 避雷器是一種過電壓保護裝置，當電網(wǎng)電壓升高達到避雷器規(guī)定的動作電壓時，避雷器動作，釋放電壓負荷，將電網(wǎng)電壓升高的幅值限制在一定水平之下，從而保護設備絕緣所能承受的水平，除了限制雷擊過電壓外，有的還能限制一部分操作過電壓。 在由預防性試驗向檢修方式過渡的今天，避雷器安全運行故障診斷的重要性毋庸置疑。 本章將主要介紹避雷器的運行性能及故障診斷的三種方法避雷器試驗,紅外診斷和在線監(jiān)測。第一節(jié) 避雷器試驗 避雷器在制造過程中可能存在缺陷而未被檢查出來，如在空氣潮濕的時候或季節(jié)裝配出廠，預先帶進潮氣；在運輸過程中受損,內(nèi)部瓷碗破裂，并聯(lián)電阻震斷，外部瓷套碰傷或者

2、在運輸中受潮，瓷套端部不平，滾壓不嚴，密封橡膠墊圈老化變硬，瓷套裂紋以及并聯(lián)電阻和閥片在運行中老化等。這些劣化都可以通過預防性試驗來發(fā)現(xiàn)，從而防止避雷器在運行中的誤動作和爆炸等事故。第2頁，共31頁。 避雷器按結(jié)構(gòu)分為保護間隙和管式避雷器、閥式避雷器(配電型FS、變電所型FZ)磁吹閥式避雷器和金屬氧化物避雷器。 其中保護間隙和管式避雷器、磁吹閥式避雷器等均被慢慢淘汰，閥式避雷器稍有使用。對與閥式避雷器的試驗項目主要有可分兩種情況： 不帶并聯(lián)電阻的閥式避雷器主要試驗項目有：絕緣電阻試驗（用2500V兆歐表）、工頻放電電壓試驗。 帶并聯(lián)電阻的閥式避雷器（包括FZ型，F(xiàn)CZ型和FCD型磁吹避雷器）試

3、驗主要試驗項目有：絕緣電阻試驗、工頻放電電壓試驗和電導電流試驗，其中電導電流試驗可停電試驗，也可帶電進行測量。 相對來說，金屬氧化物避雷器目前得到越來越廣泛的應用，下面就主要介紹一下金屬氧化物的有關情況。 一、金屬氧化物避雷器簡介 金屬氧化物避雷器(MOA)又稱氧化鋅避雷器，是一種與傳統(tǒng)避雷器概念有很大不同的新型避雷器，從80年代中期開始，它已在電力系統(tǒng)推廣應用并已批量生產(chǎn)。 第3頁，共31頁。 它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成，每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關電壓（叫壓敏電壓），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當于絕緣狀態(tài)，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈

4、低值被擊穿，相當于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻的被擊穿狀態(tài)是可以恢復的；當高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復了高阻狀態(tài)。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護了電器設備的安全。 MOA與其他傳統(tǒng)避雷器的區(qū)別在于：其他類型避雷器，從羊角間隙到FCZ磁吹式避雷器,其內(nèi)部空氣間隙起著十分重要的作用，在正常運行時靠間隙將閥片與電源隔開,出現(xiàn)過電壓間隙才被擊穿，閥片放電泄流。而氧化鋅避雷器是用氧化鋅閥片疊裝而成的，可完全取消間隙，這就解決了因間隙放電時限及放電穩(wěn)定性所引起的各種問題。由于氧化鋅閥片具有

5、非線性特性好的特點，從而使避雷器的特性和結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大改變。 在額定電壓下,流過氧化鋅避雷器閥片的電流僅為10-5A以下，相當于絕緣體。因此,它可以不用火花間隙來隔離工作電壓與閥片。當作用在金屬氧化鋅避雷器上的電壓超過定值（起動電壓）時，閥片“導通”將大電流通過閥片泄入地中，此時其殘壓不會超過被保護設備的耐壓，達到了保護目地。此后，當作用電壓降到動作電壓以下時，閥片自動終止“導通”狀態(tài)，恢復絕緣狀態(tài)，因此，整個過程不存在電弧燃燒與熄滅的問題。第4頁，共31頁。二、金屬氧化物避雷器試驗 由于MOA是一種新型的避雷器，所以前幾年其試驗方法和試驗設備都不很完善，但隨著MOA在電力系統(tǒng)中的推廣和應用。

6、對MOA的研究也越來越深入，運行經(jīng)驗也在逐漸積累，隨之也發(fā)現(xiàn)了一些重要的問題。例如：MOA閥片性能不佳，參數(shù)設計不合理；內(nèi)部絕緣部件爬電距離不夠和材質(zhì)不良，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理；在裝配中受潮或密封不良造成運行中受潮；額定電壓選擇不合理等。 隨著運行時間的增加，MOA閥片在長期運行電壓下的老化問題也變得突出，所以加強投運前的交接驗收試驗和運行中的監(jiān)測，及時總結(jié)運行經(jīng)驗是一項重要的工作。 目前國內(nèi)預試規(guī)程對MOA的試驗有三項規(guī)定： (1)絕緣電阻試驗； (2)直流1mA下電壓及75該電壓下泄漏電流的測量； (3)運行電壓下交流泄漏電流及阻性分量的測量(有功分量和無功分量)。 對金屬氧化物避雷器的試驗項目

7、及要求如表9-1所示：第5頁，共31頁。序號項 目周 期要 求說 明1 絕緣電阻 1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季節(jié)前 2)必要時1)35kV以上，不低于2500M2)35kV及以下，不低于1000M采用2500V及以上兆歐表2直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流 1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前 2)必要時 1)不得低于GB11032規(guī)定值 2) U1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應大于5% 3)0.75U1mA下的泄漏電流不應大于50A 1)要記錄試驗時的環(huán)境溫度和相對濕度 2)測量電流的導線應使用屏蔽線 3)初始值系指交接試驗或投產(chǎn)試驗時的測量值3

8、運行電壓下的交流泄漏電流 1)新投運的110kV及以上者投運3個月后測量1次；以后每半年1次；運行1年后，每年雷雨季節(jié)前1次 2)必要時測量運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測量值與初始值比較，有明顯變化時應加強監(jiān)測，當阻性電流增加1倍時，應停電檢查應記錄測量時的環(huán)境溫度、相對濕度和運行電壓。測量宜在瓷套表面干燥時進行。應注意相間干擾的影響表9-1 金屬氧化物避雷器的試驗項目、周期和要求第6頁，共31頁。4 工頻參考電流下的工頻參考電壓必要時 應符合GB11032或制造廠規(guī)定 1)測量環(huán)境溫度2015 2)測量應每節(jié)單獨進行，整相避雷器有一節(jié)不合格，應更換該節(jié)避雷器(或整相更換)，使該相

9、避雷器為合格5 底座絕緣電阻 1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前2)必要時自行規(guī)定采用2500V及以上兆歐表6 檢查放電計數(shù)器動作情況 1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前 2)必要時 測試35次，均應正常動作，測試后計數(shù)器指示應調(diào)到“0”第7頁，共31頁。 根據(jù)現(xiàn)場條件及廠家規(guī)定，可選擇性地進行以下3個試驗： 1、絕緣電阻試驗 測量前應檢查瓷套有無外傷，測量時用兆歐表，把試驗連線與避雷器可靠連接，搖表放水平位置，搖的速度不要太快或太慢,一般120r/s。 當天氣潮濕時，瓷套表面對泄漏電流的影響較大，應用干凈的布把瓷套表面擦凈。并用金屬絲在下端瓷套的第一裙下部繞一圈再接到搖表的屏蔽接線柱，以

10、消除其影響(其測量值應大于2500 )。 電壓等級在35kV及以下用2500V兆歐表，35kV以上用5000V兆歐表。 由于氧化鋅閥片在小電流區(qū)域具有很高的阻值，故絕緣電阻主要取決于閥片內(nèi)部絕緣部件和瓷套。進口避雷器一般按廠家的標準進行絕緣電阻試驗。 閥式避雷器的絕緣電阻試驗與金屬氧化物避雷器的絕緣電阻試驗相同。 2、lmA直流下的電壓及75該電壓下泄漏電流測量 該項試驗有利于檢查MOA直流參考電壓及MOA在正常運行中的荷電率，對確定閥片片數(shù)，判斷額定電壓選擇是否合理及老化狀態(tài)都有十分重要的作用。其試驗原理接線圖如圖9-1所示。第8頁，共31頁。圖9-1 金屬氧化物避雷器直流試驗接線圖1直流電

11、壓發(fā)生器；2濾波電容；3靜電電壓表；4直流微安表；5試品 試驗步驟：先以指針式微安表監(jiān)測泄漏電流值，升至1mA。停止升壓確定此時電壓值，再降壓至該電壓的75時，測量其泄漏電流，因該電流值較小，應用數(shù)字式萬用表來檢測。 試驗中應注意的問題：試驗必須與地絕緣，外表面應加屏蔽，屏蔽線要封口；直流電壓發(fā)生器應單獨接地；試品底部與匝絕緣應保持干燥；現(xiàn)場測量應注意場地屏蔽。第9頁，共31頁。 試驗分析：試驗中如U1mA電壓比工廠所提供的數(shù)據(jù)偏差較大，與銘牌不符時，應與廠家進行聯(lián)系。通常在70 U1mA下的電流值偏大或電壓加不上去，則有可能嚴重受潮；電流50A，則有可能有受潮情況。 投運后，隨著運行時間增加

12、，電流有一定增大，但電流不能超過50 A 。 3、MOA在持續(xù)運行電壓下的交流泄漏總電流、阻性電流及損耗功率測量 金屬氧化物避雷器（MOA）在保護電力系統(tǒng)安全運行上有十分重要的作用，但由于MOA沒有放電間隙，ZnO電阻片長期承受工頻電壓，沖擊電壓和內(nèi)部受潮等影響，引起內(nèi)部ZnO閥片（MOA）老化，阻性電流增加，功耗增大，導致MOA內(nèi)部閥片溫度升高，直至發(fā)生熱崩潰。如果MOA在動作負載下發(fā)生劣化，將會使正常對地絕緣水平降低，泄漏電流增大，直至MOA被擊穿而損壞。為了及時發(fā)現(xiàn)MOA的隱患，需要經(jīng)常監(jiān)測其運行狀態(tài)，MOA老化后，內(nèi)部電阻減小，泄漏電流阻性分量按指數(shù)規(guī)律極大地增加。因此，準確監(jiān)測阻性分

13、量電流的變化對于MOA的健康診斷非常重要。第10頁，共31頁。 目前，現(xiàn)在國內(nèi)外測量儀器有： （1）瑞典nL型MOA泄漏電流分析儀，常配有雷電計數(shù)器(環(huán)形線匝接口)。 （2）日本日立公司的避雷器泄漏電流檢測儀，它可測總泄漏平均值，也可測3次諧波成分，3次諧波經(jīng)函數(shù)變換為阻性電流的信號量。 以上兩種儀器的基本原理是在MOA閥片劣化后，其阻性電流中的諧波成分明顯增加，通過諧波分析法，反映出全電流中阻性電流的變化，但都不明確表明阻性電流的峰值。因容易受系統(tǒng)諧波含量影響，無法反應MOA表面受污穢受潮等問題。 （3）日本LCD-4型阻性電流測量儀。其基本原理是利用外加容性電流將流過閥片的IX的容性電流(

14、無功分量)補償?shù)?，而只保留阻性電流分量?國內(nèi)眾多廠家生產(chǎn)的測量儀，其原理大致與LCD-4型相似。這種測量方式可在現(xiàn)場帶電測量，測量較簡便?，F(xiàn)場測量應注意的問題是： 注意正確選取參考電壓的相位； 現(xiàn)場試驗測量回路應一點可靠接地，接地點的不穩(wěn)定也將影響測量結(jié)果； 220kV及以上電壓等級避雷器在現(xiàn)場帶電測量時應注意其相間干擾(目前國內(nèi)有些測量設備也附帶有移相消除相間干擾的功能)第11頁，共31頁。第二節(jié) 避雷器的紅外診斷和在線監(jiān)測 對運行中的避雷器進行紅外診斷和在線監(jiān)測是電力設備帶電診斷的行之有效的技術手段。本節(jié)將分析幾種常用避雷器運行和受潮缺陷下的發(fā)熱原因、特點和紅外熱像特征，運行中避雷器進行

15、紅外測溫和故障分析的方法，并重點介紹金屬氧化物的在線監(jiān)測。 一、避雷器的紅外診斷 對于運行中的各型避雷器，將利用紅外測溫儀測出的避雷器的表面各部分的溫度進行相間、上下元件間和同類設備間的相互比較，或用紅外熱像儀對避雷器的熱像圖譜進行分析，如果根據(jù)上述熱像特征發(fā)現(xiàn)有不正常的發(fā)熱或不正常的溫度分布，可判斷為避雷器存有受潮缺陷，應引起注意，進行跟蹤監(jiān)測或停電進行其它試驗，以免故障進一步惡化而引起事故的發(fā)生。這里我們主要介紹一下金屬氧化物避雷器的熱像特征。第12頁，共31頁。 目前電力系統(tǒng)所采用的氧化鋅避雷器主要是無間隙氧化鋅避雷器，由氧化鋅閥片直接承受系統(tǒng)的運行電壓。此類避雷器都是單柱式結(jié)構(gòu)，瓷套體

16、積較小。這種結(jié)構(gòu)得益于氧化鋅閥片的高涌流能力和極好的非線性。根據(jù)運行保護參數(shù)的設計，正常運行的無間隙氧化鋅避雷器將有0.51.0 mA的工頻電流流過，并且主要屬于容性成分，阻性電流僅占10%20%,因此，無間隙氧化鋅避雷器正常運行時消耗一定的功率，由于幾何布置較均勻，外表發(fā)熱也是整體性的。因正常狀態(tài)下的氧化鋅避雷器有一定的阻性電流分量，因此，熱像特征表現(xiàn)為整體輕度發(fā)熱。其中小型瓷套封裝的結(jié)構(gòu),最熱點一般在中部偏上位置，且基本均勻；較大型瓷套封裝的結(jié)構(gòu),最熱點通?？拷喜?，不均勻程度較大。 氧化鋅避雷器受潮主要是密封系統(tǒng)不良引起的。氧化鋅避雷器受潮會大大增加本身的電導性能，阻性電流明顯增大，由于

17、多數(shù)氧化鋅避雷器沒有串聯(lián)間隙，所以，其閥片將長期承受工作電壓的作用。氧化鋅避雷器的閥片在小電流區(qū)域也有負的電阻溫度系數(shù)，此外氧化鋅避雷器的體積較其他型式小，內(nèi)部受潮后容易造成沿瓷套內(nèi)壁或閥片側(cè)面的沿面爬電，引起局部輕度發(fā)熱，嚴重時會產(chǎn)生閃絡擊穿。對于多元件串聯(lián)結(jié)構(gòu)的氧化鋅避雷器，當輕度受潮時，通常因氧化鋅閥片電容較大而只導致受潮元件本身阻性電流增加并發(fā)熱，當受潮嚴重時，阻性電流可能接近或超過容性電流，在受潮元件溫升增加的同時,非受潮元件的功率損耗和發(fā)熱開始明顯,甚至超過受潮元件的相應值。 氧化鋅避雷器受潮時的熱像特征：對于單元件結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為整體明顯發(fā)熱；對于多元件結(jié)構(gòu)，受潮初期表現(xiàn)為故障元件自身

18、發(fā)熱增加，受潮嚴重后，可引起非故障元件發(fā)熱超過故障元件，當受潮故障進一步惡化時，還會伴有局部溫升高于整體溫升的現(xiàn)象。第13頁，共31頁。 二、避雷器在線檢測 1、在線監(jiān)測概況 DL/T596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定，每年或雷雨季節(jié)前要對氧化鋅避雷器進行預防性試驗，但是常規(guī)試驗卻存在一些無法避免的問題： (1) 需要停電。被測設備要退出運行狀態(tài)，勢必影響系統(tǒng)的正常的運行。單母線接線方式下避雷器的停電預防性試驗必須將母線及其全部的饋線停電，十分不方便，影響生產(chǎn)。 (2) 試驗所加的電壓和實際運行電壓不一致，不能真實的反映設備的實際絕緣狀況。 (3) 一般預防性試驗的時間間隔較長，而氧化

19、鋅避雷器的性能變化到一定程度會加劇，造成事故不可預測。對此在試驗周期內(nèi)發(fā)生的事故常規(guī)的預防性試驗無能為力，從而難以避免事故的發(fā)生。 開展在線監(jiān)測是電力設備狀態(tài)維修發(fā)展的必然要求。計劃檢修實行“到期才修、到期必修”，致使盲目檢修和過度檢修現(xiàn)象，帶來了人力和物力的浪費。狀態(tài)維修應該實行“該修必修，不該修不修”，從而使檢修具有較強的針對性和先見性，節(jié)約了檢修成本，減少了停電時間，提高了設備利用率和可靠性。目前國外的狀態(tài)維修已經(jīng)進入了具有監(jiān)測、判斷、告警專家系統(tǒng)的高級階段。開展在線監(jiān)測技術正是順應了這一發(fā)展趨勢，必將在電力設備實施狀態(tài)維修種發(fā)揮重要作用。對金屬氧化物避雷器的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，主要是

20、針對以下幾個方面：第14頁，共31頁。 (1) 金屬氧化物避雷器老化與發(fā)生熱擊穿的情況。導致發(fā)生熱擊穿的最終原因是發(fā)熱功率大于散熱功率，積蓄的熱量使閥片溫度升高直到發(fā)生熱擊穿。只要氧化鋅閥片溫度不超過穩(wěn)定溫度閾值，就不會發(fā)生熱擊穿；反之，閥片的溫度超過不穩(wěn)定閾值，熱擊穿就不可避免。氧化鋅閥片的發(fā)熱功率取決于流過氧化鋅閥片電流的有功分量，散熱功率取決于氧化鋅閥片所處的環(huán)境溫度、周圍介質(zhì)特性和的結(jié)構(gòu)和尺寸。因此，監(jiān)測全電流中的有功分量,就可以了解其發(fā)熱功率的變化，只要發(fā)熱功率與散熱功率之間有足夠的裕度，就不會發(fā)生熱擊穿。據(jù)此監(jiān)測阻性電流分量的變化可以對運行是否安全進行預報。 (2) 金屬氧化物避雷

21、器內(nèi)部受潮。自身密封不嚴，會導致內(nèi)部受潮, 或在安裝時內(nèi)部有水分侵入，那么在運行中，全電流將出現(xiàn)增大現(xiàn)象,如果受潮嚴重，則在運行電壓作用下，會發(fā)生沿氧化鋅閥片柱表面或避雷器瓷套內(nèi)壁表面的放電，嚴重時可能引起避雷器爆炸，這是必須要注意的一個問題。受潮引起的全電流的增加，主要是由于基波阻性分量增加成的，監(jiān)測基波阻性電流分量的變化，并根據(jù)其變化的大小可以判斷受潮的程度。 (3) 氧化鋅閥片與外瓷套之間局部放電現(xiàn)象。當外瓷套受到污穢作用時，外部瓷套上電位分布發(fā)生變化，內(nèi)部閥片與外部瓷套之間電位差加大，嚴重時可發(fā)生徑向局部放電，產(chǎn)生脈沖電流。如果這種脈沖電流很大，會使氧化鋅閥片在電流聚集的地方被燒熔，損

22、壞氧化鋅閥片，導致整個的損壞，這種情況對避雷器的危害很大，必須退出運行,以保證設備的安全運行。資料提出在發(fā)生閥片與外部瓷套之間放電、產(chǎn)生脈沖電流時，在避雷器阻性電流波形上會有脈沖電流尖峰出現(xiàn)，這個現(xiàn)象可以作為一個判斷依據(jù)，用以及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部徑向放電故障，并加以處理保證的安全正常運行。第15頁，共31頁。 2、在線監(jiān)測方法 (1)泄漏電流 評價MOA運行質(zhì)量狀況好壞的一個重要參數(shù)就是泄漏電流的大小。MOA的泄漏電流的大小。MOA的泄漏電流（簡稱全電流）由阻性電流分量Ir（簡稱阻性電流）和容性電流分量Ic（簡稱容性電流）兩部分組成。阻性電流Ir的基波分量與電壓同相，Ic超前電壓90。 全電流基波相位

23、取決于Ir與Ic分量的大小，因此，可以用補償容性電流的方法直接測量泄漏全電流及阻性電流的大小。 (2)檢測方法 MOA的定期檢查是指在不停電的情況下定期測量避雷器的泄漏電流或功率損耗，然后根據(jù)測試數(shù)據(jù)對避雷器的運行狀況做出判斷分析，對隱患做到早發(fā)現(xiàn)早處理，確保電網(wǎng)安全運行。目前經(jīng)常采用的幾種監(jiān)測方法有： a）全電流法 直接在MOA接地引下線中串接電流監(jiān)測儀（交流毫安表），平時將其用閘刀短路，讀數(shù)時則將閘刀打開，流過毫安表的電流可視為總泄漏電流。該法簡便，適于在現(xiàn)場大量監(jiān)測使用。但當阻性電流變化時，總泄漏電流的變化不是很明顯、靈敏度也低。第16頁，共31頁。 b）基波法 基波法是通過采用數(shù)學諧波

24、分析技術從總泄漏電流中分離出阻性電流的基波值，并以此來判斷金屬氧化物避雷器的健康狀況。 c）諧波法 由于金屬氧化物的非線性特性，當在其兩端加正弦波電壓時，泄漏電流的阻性電流中不僅含有基波還含有諧波。對于特定的MOA，其阻性電流和諧波量的關系是可以預先找到的。這樣就可以通過測量諧波達到測量MOA阻性電流的目的。但當MOA兩端施加的電壓含有諧波時，就不能正確測量阻性電流；MOA受潮時也不能測量出來。 關于避雷器在線監(jiān)測的內(nèi)容在第四章有詳細介紹，這里不再做太多闡述。第17頁，共31頁。第三節(jié) 避雷器性能分析及故障診斷 保護間隙的滅弧能力很差，只能熄滅中性不接地系統(tǒng)不大的單相接地短路電流；管式避雷器克

25、服了保護間隙不能熄滅工頻短路電流的缺陷，但也存在一些問題如：電壓分布不均勻、滅弧不利的缺點、工頻放電電壓下降（特別是在淋雨、污穢等情況下）等缺點。相對來說，金屬氧化物具有更大優(yōu)越性，其運行性能的可研究性價值更大，本節(jié)主要研究這種避雷器的一些相關問題。 一、金屬氧化物避雷器性能 在系統(tǒng)正常電壓下，如不用串聯(lián)間隙，則普通sC閥式避雷器電流為幾十安及數(shù)百安培，而流過氧化鋅避雷器上的電流只有數(shù)百微安至1mA左右，二者可能相差幾十萬倍。 由于氧化鋅閥片優(yōu)異的非線性和良好的材質(zhì)穩(wěn)定性，所以可以不用串聯(lián)間隙。第18頁，共31頁。 (1) MOA的性能參數(shù) MOA的額定電壓。指由動作負載試驗確定的避雷器上下端

26、子間允許的最大工頻電壓有效值，避雷器在該電壓下應能正常工作。 MOA持續(xù)運行電壓。指允許持續(xù)加在避雷器兩端子間的工頻電壓有效值，一般小于避雷器的額定電壓。 MOA的伏安特性。其伏安特性曲線如圖9-2所示。圖9-2 金屬氧化物避雷器伏安特性第19頁，共31頁。 MOA的起始動作電壓。在伏-安特性的低電壓區(qū)段是MOA的小電流區(qū)域；在接近拐點b處，有電流為毫安級的殘壓值UNmA,一般取N=1，即1mA直流電流通過電阻元件時, 在其兩端所測得的直流電壓值，稱為MOA的起始動作電壓。 N值變化隨ZnO元件的大小組裝結(jié)構(gòu)而變化一般取14。 MOA的荷電率。荷電率表達式為： 早期MOA荷電率取4070，隨著

27、制造技術的改進，各制造廠都提高了荷電率，現(xiàn)在一般為80。提高荷電率，能減少電阻片串聯(lián)片數(shù)，降低殘壓；但荷電率高了，會加速閥片的老化，使用壽命縮短，過高還會引起事故。 MOA的溫度特性。MOA運行在小電流區(qū)域，呈負的溫度特性；電流超過100mA，溫度的變化影響變??；電流超過100A，又呈現(xiàn)正的溫度特性。 MOA的老化特性。MOA的老化是一個值得重視的問題，除了閥片本身老化外，也不可忽視MOA本體的其他構(gòu)件的老化，如內(nèi)部構(gòu)件的耐壓、耐熱性能的老化、密封部件的老化等，都要影響其使用壽命。第20頁，共31頁。 由于MOA不帶間隙，所以MOA一接入電網(wǎng)就有電流通過，使元件自身發(fā)熱。工作電壓愈高電流愈大，

28、發(fā)熱量愈大，由于MOA閥片在小電流范圍內(nèi)有負的溫度特性，所以溫度升高，使泄漏電流增加，再加上操作、雷電、暫時過電壓等沖擊能量和表面污穢，這些累積效應將導致MOA熱崩潰。 (2) MOA的優(yōu)點 基本無續(xù)流，耐多重雷擊或多次操作波的能力強。 伏安特性對稱，正、負極性過電壓保護水平相當。 MOA可以不用串聯(lián)間隙，動作快，伏安特性平坦,殘壓低，不產(chǎn)生截波。 MOA閥片可以并聯(lián)使用，因此對增大通流和降低殘壓都容易實現(xiàn)，為組裝超高壓避雷器提供了方便。 可以降低被保護設備的絕緣水平。 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，避雷器可采用積木式組裝，較為簡單。第21頁，共31頁。 二、避雷器試驗分析 1、絕緣電阻診斷 對無

29、并聯(lián)電阻的閥型避雷器測量絕緣電阻，主要是檢查其內(nèi)部元件有無受潮情況，對FS型的絕緣電阻，要求在交接時大于2500MW、運行中大于2000MW；對有并聯(lián)電阻的閥型避雷器，測量絕緣電阻主要是檢查內(nèi)部元件的通斷情況，絕緣電阻值沒有規(guī)定明確的標準，對測量值進行縱橫比較應沒有顯著的差別，如FZ型一般在300600MW。應使用2500V兆歐表來進行測量。對金屬氧化鋅避雷器測量絕緣電阻，主要是檢查其內(nèi)部元件有無受潮情況，檢查低壓氧化鋅內(nèi)部熔絲是否斷裂。 如果避雷器的絕緣電阻顯著降低，說明避雷器密封不良，內(nèi)部元件已經(jīng)受潮；有并聯(lián)電阻的閥型避雷器，如果絕緣電阻明顯升高，說明避雷器內(nèi)部的并聯(lián)電阻可能發(fā)生斷裂、開焊

30、或者老化變質(zhì)等情況。 測量避雷器的絕緣電阻時，還應注意以下兩點。 （1）測量前要將避雷器的表面揩擦干凈，防止表面潮氣、塵垢和污穢等影響測量的正確性。 （2）對有并聯(lián)電阻的避雷器測量的絕緣電阻，實際上是并聯(lián)電阻對地的電阻值，此電阻值與溫度有關。溫度在535范圍內(nèi)時，絕緣電阻值變化不大，溫度過低時，測出的絕緣電阻值將偏大，不易發(fā)現(xiàn)內(nèi)部受潮等缺陷。因此要求測量時的室溫不低于5。第22頁，共31頁。 2、電導電流試驗 (1) 非線性系數(shù) 在進行如圖93所示的電導電流試驗時，要注意非線性系數(shù)這一問題。35220kV的普通閥式避雷器都是由數(shù)個標準元件組成的，須測量校核其每個元件的非線性系數(shù)是否相近。式中

31、U2、I2一一額定試驗電壓及對應的電導電流； U1、I1一一50額定試驗電壓及對應的電導電流。判斷標準為：電導電流值應符合制造廠的標準，并與歷次試驗數(shù)據(jù)對比，不應有明顯的變化；同一相內(nèi)各串聯(lián)組合元件的電導電流的最大相差值 而非線性系數(shù)的差值不應大于0.05，F(xiàn)Z型的值一般為0.250.45。第23頁，共31頁。 3、溫度轉(zhuǎn)換 閥型避雷器并聯(lián)電阻的電導電流與試驗時的溫度有關，所以試驗時應記錄溫度。當夏季或冬季在室內(nèi)試驗裝在室外的避雷器時，試驗前應將避雷器在室內(nèi)停放一定時間，夏季至少停放4h，冬季至少停放8h。 閥型避雷器電導電流的標準規(guī)定是溫度為20時的數(shù)值。溫度換算按下式式中 I20 換算至2

32、0時的電導電流（A）； It 溫度為t時，實測的電導電流（ A ）； k 溫度每變化10時，閥型避雷器電導電流變化率，一般取k0.05（西安電瓷廠產(chǎn)品k0.03；撫順電瓷廠k 0.04） t 測量電導電流時的實測溫度（）。 第24頁，共31頁。 在霧天、雨天以及室溫低于5時，不應測量閥型避雷器的電導電流，因為這種環(huán)境下的試驗結(jié)果不能正確判斷閥型避雷器的狀況。 無論測量有并聯(lián)電阻避雷器的電導電流，還是測量無并聯(lián)電阻避雷器的泄漏電流，均應減去在相同試驗電壓下設備本身的泄漏電流.為此作以下要求： 試驗無并聯(lián)電阻閥型避雷器的泄漏電流時，試驗設備本身的泄漏電流應小于5mA。 試驗有并聯(lián)電阻閥型避雷器的電

33、導電流時，試驗設備本身的泄漏電流應小于被試避雷器電導電流的10。 4、判斷方法 （1）對無并聯(lián)電阻的避雷器測量泄漏電流，可以較有效地判斷避雷器是否存在密封不良和內(nèi)部元件嚴重受潮等缺陷。內(nèi)部元件良好的，其泄漏電流接近零值；當泄漏電流超過10mA且比過去顯著增加時，可認為內(nèi)部元件有受潮。第25頁，共31頁。 （2）對有并聯(lián)電阻的閥型避雷器，在規(guī)定的試驗電壓下，電導電流有一定的范圍。電導電流明顯增加，說明內(nèi)部有受潮；電導電流明顯降低，可能并聯(lián)電阻有斷裂或開焊，發(fā)現(xiàn)上述情況，均應查明原因后進行處理。 （3）閥型避雷器的電導電流標準，由制造廠家提供。因此，標準隨型式、制造廠家和出廠時間的不同而有不同數(shù)值

34、，應預先查明，以便比較，并做出正確判斷。 （4）串聯(lián)組合安裝的各避雷器元件，其各個標準元件的非線性系數(shù)要求在0.350.45之間,串聯(lián)組合時彼此相差不應大于0.05。 （5）對于金屬氧化鋅，要求和初始值比變化 ；測0.75U1mA下的泄漏電流是檢查長期允許工作電流是否符合要求，要求 。第26頁，共31頁。 三、避雷器檢查維護及故障處理 1、對避雷器檢查維護 1.1避雷器的檢查項目 避免避雷器發(fā)生故障，應對避雷器進行必要的檢查，檢查項目如下： （1）在日常運行中，檢查設備外觀是否完整無損,外絕緣表面是否清潔,因為當瓷套表面受到嚴重污染時，將使電壓分布很不均勻。在有并聯(lián)分路電阻的避雷器中，當其中一

35、個元件的電壓分布增大時，通過其并聯(lián)電阻中的電流將顯著增大，則可能燒壞并聯(lián)電阻而引起故障。此外，也可能影響閥型避雷器的滅弧性能。因此，當避雷器瓷套表面嚴重污穢時，必須及時清掃。 （2）檢查避雷器有無異常震動，異常音響及異味。若有此現(xiàn)象，應及時將其停運，進行詳細的檢查試驗，以免發(fā)生事故。 （3）檢查避雷器接地引線是否良好，有無燒傷痕跡和斷股現(xiàn)象以及記數(shù)器是否完好無損。通過這一面的檢查，很容易發(fā)現(xiàn)避雷器的隱患，因為在正常運行下，避雷器動作以后，通過接地引下線和記數(shù)器中的是雷電流很小、時間很短的工頻續(xù)流，所以除了放電記數(shù)器的指示數(shù)字變動外，一般不會產(chǎn)生燒損的痕跡。當避雷器內(nèi)部金屬閥片存在缺陷或不能滅弧

36、時，則通過的工頻續(xù)流的幅值和時間都會增大，因此在接地引下線的連接點上會產(chǎn)生燒傷的痕跡，或使放電計數(shù)器內(nèi)部燒黑或燒壞。當發(fā)生上述情況，應立即將避雷器停止運行，并進行詳細的電氣試驗，以免發(fā)生事故。第27頁，共31頁。 （4）檢查避雷器上端引線處密封是否良好，避雷器密封不良會進水受潮易引起事故，因而應檢查瓷套與法蘭連接處的水泥接合縫是否嚴密，若有一裂縫或防水罩破裂應進行更換，對10千伏閥型避雷器上引線處可加裝防水罩，以免雨水滲入； （5）檢查避雷器引線端子是否過熱，或出現(xiàn)火花，接頭螺栓有無松動現(xiàn)象。若有此現(xiàn)象易引起線路和避雷器故障，嚴重的還會使避雷器發(fā)生爆炸。 （6）檢查避雷器雷雨后記數(shù)器的動作情況，并作好記錄。對裝有在線監(jiān)測儀的避雷器讀數(shù)進行分析，以早期發(fā)現(xiàn)設各缺陷，把事故消除在萌芽狀態(tài)。同時應檢查避雷器表面有無閃絡放電痕跡，各部引線有無松動。 （7）避雷器的絕緣電阻應定期進行檢查。測量時應用2500伏絕緣搖表，側(cè)得的數(shù)值與以前一次的結(jié)果比較，無明顯變化時可繼續(xù)投入運行。絕緣電阻顯著下降時，一般是由密封不良而受潮或火花間隙短路所引起的，當?shù)陀诤细裰禃r，應作特性試驗；絕緣電阻顯著升高時，一般是由于內(nèi)部并聯(lián)電，阻接觸不良或斷裂