避雷器电导电流和直流U1mA及0.75U1mA下漏电流的测量方法

产品简介

普通阀型FZ避雷器及磁吹阀型避雷器要求测量电导电流及检查串联组合元件的非线性系数差值；对无串联间隙的金属氧化物避雷器则要求测量直流1mA下的电压U_1mA及75%U_1mA下的漏电流。

1、试验接线和技术要求

电导电流和直流1mA下的电压U_1mA及0.75U_1mA下漏电流的试验接线与一般直流泄漏试验接线相同，如图1-1所示。试验设备可采用中试控股研发生产的的直流高压发生器。也可采用自行搭建的直流高电压试验器，此时直流高电压试验器的整流回路中应加滤波电容器C，其电容量为0.01μF～0.1μF。

2、试验电压、电导电流和非线性系数α值

2.1 试验电压和电导电流标准

测量电导电流的直流试验电压标准见表1-1。由两个及以上元件组成的避雷器，应对每一个元件进行试验。

表1-1 测量避雷器电导电流的直流试验电压（kV）

电导电流差值△I(%)，指同一相内串联组合元件或并联电阻的最大电导电流与最小电导电流之差，与最大值之比，即：

       △I=(I_max-I_min)/I_max×100%       (1)

要求同一相避雷器内串联组合元件的电导电流差值△I(%)不应大于30%。

2.2 直流电压的测量

试验电压应在高压侧测量，推荐用高阻器串微安表（或用电阻分压器接电压表）测量，不推荐用静电电压表测量，因有时误差较大，尤其是高于30kV的静电电压表更不宜使用。也不能使用成套装置上的仪表测量。测量系统应经过校验。测量误差不应大于2%。

2.3 电导电流的测量

测量电导电流时，应尽量避免电晕电流、杂散电容和表面潮湿污秽的影响。

一般将微安表接在图1-1中微安表2的位置，此时从微安表到避雷器的引线需加屏蔽，分压器高压侧应接在微安表的电源侧，读数时注意安全。如避雷器的接地端可以断开时，微安表可接在避雷器的接地端，如图1-1中微安表1的位置，应注意避免避雷器潮湿或污秽对测量结果的影响，必要时可考虑加装屏蔽环。

测量电导电流的微安表，其准确度宜不大于1.5级。

2.4 非线性系数α的确定

为了测定非线性系数α值，应测量在试验电压U₁、U₂条件下的相应电导电流I₁、I₂。非线性系数α按下式计算：

       α=[ιg(U₂/U₁)]/[ιg(I₂/I₁)]       (2)

式中：

       U₁、U₂——试验电压，U₂=0.5U₁，kW（见表1-1）；

       I₁——电压U₁时测得的电导电流，μA；

       12——电压U₂时测得的电导电流，μA。

也可根据I₁/I₂值从DL/T 596-1997中附录G5直接查得避雷器的非线性系数α值。

非线性系数差值，为串联元件中两个元件的非线性系数的相差值△α=α1-α2。FZ型避雷器的α一般在0.25～0.45之间，要求同组（一相）各元件的△α不大于0.05。

3、直流1mA下的电压U_1mA及0.75U_1mA下漏电流的测量

3.1 直流1mA下的电压U_1mA为无间隙金属氧化物避雷器通过1mA直流电流时，被试品两端的电压值。0.75U_1mA电压下的漏电流，为试品两端施加75%的U_1mA电压，测量流过避雷器的直流漏电流。U_1mA和0.75U_1mA下漏电流是判断无间隙金属氧化物避雷器质量状况的两个重要参数，运行一定时期后，U_1mA和0.75U_1mA下漏电流的变化能直接反映避雷器的老化、变质程度。特别是对采用大面积金属氧化物电阻片组装的避雷器和多柱金属氧化物电阻片并联的避雷器，用此方法很容易判断它们的质量缺陷。

3.2 U_1mA值应符合GB1 1032中的规定，并且与初始值或与制造厂给定值相比较，对于35kV及以下中性点非直接接地的避雷器或采用面积为20cm2及以下规格金属氧化物电阻片组装的避雷器，变化率应不大于±5%；对于35kV～220kV中性点直接接地的避雷器或采用面积为25cm2～45cm2规格金属氧化物电阻片组装的避雷器，变化率应不大于±10%；对于220kV以上中性点直接接地的避雷器和多柱金属氧化物电阻片并联的避雷器或采用面积为50cm2及以上规格金属氧化物电阻片组装的避雷器，变化率应不大于±20%。

3.3 0.75U_1mA下的漏电流值与初始值或与制造厂给定值相比较，变化量增加应不大于2倍，且漏电流值应不大于50μA。对于多柱并联和额定电压216kV以上的避雷器，漏电流值应不大于制造厂标准的规定值。

测量0.75U_1mA下漏电流时的U_1mA电压值应选用U_1mA初始值或制造厂给定的U_1mA值。

3.4 避雷器的U_1mA值和0.75U_1mA下的漏电流值两项指标中有一项超过上述要求时，应查明原因，若确系老化造成的，宜退出运行。但当这两项指标同时超过上述要求时，应立刻退出运行。

3.5 测量U_1mA值和0.75U_1mA下的漏电流值时，宜使用专用的成套装置。使用专用的成套装置测量时，宜在被试品下端与接地网之间（此时被试品的下端应与接地网绝缘）串联一只带屏蔽引线的电流表，电流表精度应高于成套装置上的仪表，当两只电流表的指示数值不同时，应以外部串联的电流表读数为准。测量系统应经过校验，测量误差不应大于2%。测量0.75U_1mA下漏电流的微安表，其准确度宜不大于1.5级。

测量U_1mA值和0.75U_1mA下的漏电流值所用设备的直流电压纹波因数必须满足标准规定。由于目前使用的直流电压发生器都是通过整流后将交流电压变成直流电压，因此使用时，应采取一定措施，避免附近的交流电源及直流离子流产生的干扰，影响对所测避雷器质量情况的判断。现场实践表明，在局部停电条件下测试避雷器时，除了所用仪器应有较强的抗干扰性能和应使用比较粗的连接导线外，还应将被试避雷器的高压端用屏蔽环罩住或采取屏蔽措施。必要时，在靠近被试避雷器接地的部位也应加屏蔽环或采取屏蔽措施，将避雷器的外套杂散电流屏蔽掉。天气潮湿时，可用加屏蔽环的方法防止避雷器绝缘外套表面受潮影响测量结果。

3.6 不拆引线测量500kV避雷器直流1mA电压U_1mA及0.75U_1mA下漏电流的原理与接线方式。500kV避雷器一般为三节避雷器元件串联叠装，每节避雷器元件的直流1mA参考电压U_1mA为210kV左右。为降低拆装500kV避雷器高压端引线对避雷器端部的应力损伤，宜采用不拆引线测量500kV避雷器直流1mA电压U_1mA及0.75U_1mA下漏电流的方法。其原理和接线方式如下：

当不拆高压引线时，避雷器与变压器或CVT(电容式电压互感器)相连，若在避雷器端部施加电压，则此电压将会传递到变压器中性点上，而变压器中性点可能耐受不住这样高的电压，因此，不能采用常规接线测量上节避雷器元件。由于避雷器的阀片是非线性电阻，正、反向加压通过的电流一致，因此，可通过反向加压进行测量，即将避雷器首端通过毫安表接地，在上节避雷器末端施加直流电压。这样，避雷器端部为低电位，CVT及变压器均不受影响。毫安表测量的仅为上节避雷器元件的电流值，因而测试结果准确、可靠。

三节叠装的避雷器测量直流1mA参考电压U_1mA及0.75U_1mA下漏电流的试验接线图如图2、图3、图4所示（四节叠装的避雷器参照执行）。试验时500kV线端A点直接接地。

第一节避雷器测量时，B点经电流表PA接直流高压，D点经电流表PA1接地。当试验电流I-I₁=1mA时，直流高压发生器输出电压即为第一节避雷器直流1mA参考电压U_1mA，当直流高压发生器输出电压为0.75U_1mA时，电流I-I₁即为0.75U_1mA时的漏电流。

第二节避雷器测量时，C点接直流高压，B点接地，D点接一只3kV～10kV的支撑避雷器或一个电阻箱，然后再经电流表PA1接地。电阻箱的电阻值可以分5MΩ、10MΩ、15MΩ和20MΩ等几档可调节，使第3节避雷器和支撑避雷器（或电阻箱）通过1mA直流电流时的直流电压之和大于第2节避雷器的直流1mA参考电压U_1mA，以使得直流高压发生器的负载不至于过大，同时也保证基座上的电压不会击穿基座绝缘。测量时监视PA1与PA示数，若PA1示数Il先达到1mA，则将D处支撑避雷器或电阻箱的电阻值重新选择。当I-I₁=1mA时，直流高压发生器输出电压即为第二节避雷器直流1mA参考电压U_1mA。当直流高压发生器输出电压为0.75U_1mA时，电流I-I₁即为0.75U_1mA时的漏电流。也可将B点经电流表PA2接地（见图3虚线部分所示1mA，当PA2示数I₂=1mA时，直流高压发生器输出电压即为第二节避雷器直流1mA参考电压U_1mA。当直流高压发生器输出电压为0.75U_1mA时，PA2所示的电流I₂即为0.75U_1mA时的漏电流。

第三节避雷器测量时，C点接直流高压，D点经电流表接地。当I=1mA时，直流高压发生器输出电压即为第三节避雷器直流1mA参考电压U_1mA。当直流高压发生器输出电压为0.75U_1mA时，PA中所示的电流即为0.75U_1mA时的漏电流。另外需要注意的是，测量避雷器直流1mA参考电压U_1mA以及0.75U_1mA下漏电流时，如天气潮湿，应尽量采用屏蔽接线。试验时，除了对被试品采用适当屏蔽措施外，还应注意高压引线和测量线的走向。

4、电导电流的温度换算系数

对不同温度下测量的普通阀型或磁吹阀型避雷器电导电流进行比较时，需要将它们换算到同一温度。经验指出，温度每升高10℃，电流增大3%～5%，可参照换算。

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