HDYZ氧化鋅避雷器帶電測試儀測量原理及相關(guān)知識

避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器，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(guān)電壓（叫壓敏電阻），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(dāng)于絕緣狀態(tài)，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當(dāng)于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài)，是可以恢復(fù)的；當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當(dāng)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(shè)備的安全。

二、復(fù)合外套氧化鋅避雷器一般以下面幾個主要部件組成：

ａ．串聯(lián)的氧化鋅非線性電阻片（或稱閥片）組成閥芯；

ｂ．玻璃纖維增強熱固性樹脂（ＦＲＰ）構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機械強度材料；

ｃ．熱硫化硅橡膠外傘套材料；

ｄ．有機硅密封膠和粘合劑；

ｅ．內(nèi)電極、外接線端子及金具。

但是，各個制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技術(shù)條件，選擇不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。筆者按照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的電阻片與外絕緣傘套間的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)不同，選擇我國目前有代表性的四種結(jié)構(gòu)進行對比性的試驗研究，以得到各個不同結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機械等性能方面的差別，這四種典型的避雷器結(jié)構(gòu)：

這里分別作Ａ型、Ｂ型、Ｃ型和Ｄ型來代表環(huán)氧玻璃絲預(yù)制管、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞加樹脂灌封、熱縮塑料套加樹脂灌封。除了這四種外，還有ＳＭＣ熱模壓、高溫固化環(huán)氧樹脂澆注等，這里暫不研究。上述四種結(jié)構(gòu)的避雷器的外傘套都可預(yù)制，這樣通過高溫二段硫化后，使外傘套材料達到的電氣和物理性能，預(yù)制的傘套最后再與芯體粘合和密封。另外，上述四種結(jié)構(gòu)的Ａ型和Ｂ型可以在芯體內(nèi)絕緣上直接模壓或注射成型外傘套，但硫化溫度和硫化時間都有一定的限度，否則容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā)生變化。

為了提高對比性，四種結(jié)構(gòu)的試品都先制成電阻片芯體（棒），之后通過粘合劑與預(yù)制式硅橡膠外套緊密粘結(jié)，最后兩端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品和比例單元，其中，Ａ型芯體是將電阻片、電極及彈簧封裝于環(huán)氧玻璃絲管；Ｂ型芯體是將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化；Ｃ型芯體也是先將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化；Ｄ型芯體是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定，再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化。電阻片的尺寸為３４×２０．５ｍｍ。

另外，為了研究避雷器的內(nèi)外絕緣性能，還用絕緣棒替代電阻片制成“等形于”避雷器的絕緣體試品。

三、復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能試驗和分析

對于上述四種復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)，其物理電氣性能在哪些方面有差別？差別到底有多大？這就是筆者要研究和解決的問題。

參照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的相關(guān)標準就會發(fā)現(xiàn)，在所有的試驗項目中只有以下幾個項目與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)，而其余項目與避雷器結(jié)構(gòu)無關(guān)或關(guān)系很小。因此，這里只選擇以下幾個試驗項目進行試驗。

氧化鋅避雷器特性測試儀又稱為氧化鋅避雷器測試儀、智能型避雷器特性測試儀、抗干擾氧化鋅避雷器特性測試儀、避雷器阻性泄漏電流檢測儀、氧化鋅避雷器帶電測試儀。氧化鋅避雷器特性測試儀是用于現(xiàn)場和實驗室檢測避雷器各項相關(guān)電氣參數(shù)的專用儀器，廣泛應(yīng)用于氧化鋅避雷器的現(xiàn)場在線監(jiān)測（帶電測試）和實驗室（停電檢測）的測試中。電力行業(yè)標準《DL474.5-92現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則—避雷器試驗》的要求。采用微電腦進行采樣、控制等先進技術(shù)，可測量氧化鋅避雷器在工頻電壓下的全電流、三次諧波、阻性電流、阻性電流峰值、容性電流、有功功率等。并顯示電壓、電流的波形及打印輸出。采用大屏幕液晶顯示，漢字菜單提示操作，使人機交換功能更強。同時，提供現(xiàn)場的接線顯示。儀器具有接線簡單、測量精度高、可靠性強等特點。

【儀器簡介】

1、采用大屏液晶顯示，全漢字菜單操作。

2、高精度采樣、處理電路、先進的傅立葉諧波分析技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

3、參考電壓輸入端有0.1a保險管，在儀器內(nèi)部還有隔離互感器將儀器與現(xiàn)場pt*隔離，雙重保險確保pt安全。

4、具有阻性電流基波峰值輸出，邊相校正等功能。

5、儀器配有可充電電池，日歷時鐘、微型打印機，能存儲210組測量數(shù)據(jù)。

6、配有通信接口，可將數(shù)據(jù)上傳至計算機處理。

【使用方法:】

1.將儀器的接地端可靠的接地并接通電源,打開電源開關(guān)顯示屏

2.顯示接線方式

3.設(shè)置PT變比值

4.開始測量數(shù)據(jù)

5.查看歷史數(shù)據(jù)

6.點擊"確認"鍵屏幕進入顯示接線方式

【使用注意事項】

1、從PT處或試驗變壓器測量端取參考電壓時，應(yīng)仔細檢查接線以避免PT二次或試驗電壓短路。

2、如果因氣候變化等等原因造成液晶字符顯示變淡，可適當(dāng)調(diào)整對比度調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)鈕，使字符清晰。

3、儀器損壞后，請立即停止使用并通知本公司，不得自行開箱修理。

1、測量參數(shù)及范圍

◇試驗電壓：0.1-250VKV

◇全電流（峰值）：0-20mA

◇三次諧流電流：0-20mA

◇阻性電流（峰值）：0-20mA

◇阻性電流峰值：0-20mA

◇容性電流（峰值）：0-20mA

◇避雷器功耗：0-999W

◇除顯示上述測量值外，還可顯示電壓及全電流的波形。

2、測量誤差

◇試驗電壓：±2%

◇全 電流：±2%

◇阻性電流：±5%

◇容性電流：±5%

◇避雷器功耗：±5%

3、輸入信號

◇電壓信號（PT的低壓測）：AC 5-200V

◇電流信號：AC 0-20mA

4、工作電源

◇AC 220V±5% 50Hz

一、氧化鋅避雷器運行中的主要問題

1、氧化鋅避雷器由于取消了串聯(lián)間隙，長期承受系統(tǒng)電壓，流過電流。電流中的有功分量閥片發(fā)熱，引伏安特性的變化，長期作用的結(jié)果會導(dǎo)致閥片老化，甚至熱擊穿。

2、氧化鋅避雷器受到?jīng)_擊電壓的使用，閥片也會在沖擊電壓能量的作用下發(fā)生老化。

3、氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮或絕緣性能不良，會使工頻電流增加，功耗加劇，嚴重時會導(dǎo)致內(nèi)部放電。

4、氧化鋅避雷器受到雨、雪、凝露或灰塵的污染，由于內(nèi)外電發(fā)布不同而使內(nèi)部閥片與外部瓷套之間產(chǎn)生較電位差，導(dǎo)致徑向放電現(xiàn)象發(fā)生。

二、本儀器所要完成的任務(wù)

1、判氧化鋅避雷器閥片是否發(fā)生老化或受潮，通常觀察正常運行流過氧化鋅閥片的阻泄漏電流的變化，即觀察阻性是否增大作為判斷依據(jù)。

2、由于氧化鋅閥片在通常情況下阻性泄漏電流峰值占總電流的10%—20%。因此，僅僅觀察電流的變化來確定氧化鋅閥片阻性泄漏電流的變化情況是困難的，只有將非線性電阻支路中的阻性泄漏電流從總電流中分離出來，才能清楚地了解它的變化情況。

三、本測試儀主要針對以下幾個方面

1、氧化鋅避雷器發(fā)生熱擊穿情況導(dǎo)致氧化鋅避雷器發(fā)生器熱擊穿的最終原因是其發(fā)熱功率大于散熱功率。氧化鋅閥片的發(fā)熱功率取決于其上電流和電壓（電流為流過閥片電流的有功分量）。

2、氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮現(xiàn)象

密封不嚴，會導(dǎo)致避雷器內(nèi)部受潮，或安裝時內(nèi)部有水分浸入，都會使避雷器在電壓下發(fā)生總電流增大現(xiàn)象。受潮到一定程度，會發(fā)生沿氧化鋅閥片表面或瓷套內(nèi)壁表面的放電，引起避雷器爆炸。

氧化鋅避雷受器受潮引起的總電流增加是阻性泄漏電流增加造成的。檢測電流有功分量變化，根據(jù)波形和阻性電流變化幅度可以推斷是否受潮。