閥型避雷器由火花間隙和非線性電阻(簡(jiǎn)稱(chēng)閥片)串聯(lián)組成?；鸹ㄩg隙決定了避雷器的放電電壓，而放電電壓與時(shí)間的關(guān)系特性稱(chēng)為伏秒特性;串聯(lián)的閥片決定了避雷器的殘壓和續(xù)流，通過(guò)閥片的電流與其壓降的關(guān)系稱(chēng)為伏安特性。伏秒特性和伏安特性是閥型避雷器的兩個(gè)基本特性。串聯(lián)閥片的電阻值和通過(guò)的電流大小有關(guān)，在大電流下電阻值小，在小電流下電阻值大，即閥片的壓降隨著通過(guò)的電流大小只有很小的變化。只有具有這樣伏安特性的閥片才能保證不僅在雷電流流過(guò)時(shí)維持不高的殘壓，而且又可以限制在工頻電壓下的續(xù)流值，使火花間隙能容易地切斷續(xù)流。閥型避雷器的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目包括：⑴測(cè)量絕緣電阻：檢查由于密封破壞而使其內(nèi)部受潮或瓷套裂紋等缺陷;⑵測(cè)量電導(dǎo)(泄漏)電流及檢查串聯(lián)組合元件的非線性系數(shù)差值;⑶測(cè)量FS型避雷器的工頻放電電壓：主要目的是檢查火花間隙的結(jié)構(gòu)及特性是否正常，檢驗(yàn)它在內(nèi)過(guò)電壓下是否有動(dòng)作的可能性，是一個(gè)重要試驗(yàn)項(xiàng)目。

　　FS型閥型避雷器廣泛使用于10kV及以下高壓配電系統(tǒng)中，該型避雷器與FZ型避雷器結(jié)構(gòu)上主要不同之處在于放電間隙上未并聯(lián)非線性電阻。由于安裝數(shù)量多且地點(diǎn)分散，每年進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，如采取停電將避雷器拆回，試驗(yàn)合格后再安裝使用的方式，這樣既麻煩又費(fèi)工時(shí)，而且存在試驗(yàn)室試驗(yàn)雖合格，但診斷的有效性不一定保障運(yùn)行周期內(nèi)的安全無(wú)故障發(fā)生且運(yùn)輸途中易于損壞的缺點(diǎn)。絕大多數(shù)故障在事故前都有先兆，而連續(xù)或選時(shí)的在線監(jiān)測(cè)就可以大大提高試驗(yàn)的真實(shí)性、及時(shí)性和靈敏度，故把停電檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)，能完善和提高預(yù)防性試驗(yàn)的能力和水平，為電力設(shè)備安全運(yùn)行提供保障?，F(xiàn)以FS-10型避雷器為例，對(duì)FS型閥型避雷器的在線測(cè)試作一些分析討論。

　　(一)絕緣電阻的在線監(jiān)測(cè)

　　在線監(jiān)測(cè)FS-10型避雷器絕緣電阻的接線如圖1所示。測(cè)試前斷開(kāi)避雷器下端的接地連線(或在安裝時(shí)就考慮能方便地進(jìn)行在線監(jiān)測(cè))。由于變電所母線電壓互感器高壓繞組中性點(diǎn)是直接接地的，因而在測(cè)試時(shí)，兆歐表線路端L→避雷器→高壓線路→母線電壓互感器→大地→兆歐表接地端E構(gòu)成了回路。回路中，線路和電壓互感器的直流電阻與避雷器的絕緣電阻相比較是極小的，可以忽略不計(jì)，因此兆歐表能夠測(cè)得避雷器的絕緣電阻。

　　測(cè)試時(shí)可使用2.5～5kV兆歐表。其E端應(yīng)可靠接地，然后搖動(dòng)兆歐表使指針指到到“∞”，再將連接兆歐表L端的引線(應(yīng)注意懸空)用操作桿接到被試避雷器的底部，待指針指示穩(wěn)定后，讀取并記錄兆歐表所指示的數(shù)值。在線監(jiān)測(cè)FS-10型避雷器絕緣電阻的等值電路如圖2所示。因線路電阻RL及互感器電阻RT相對(duì)較小，可忽略不計(jì)，所以兆歐表讀數(shù)實(shí)際就可以認(rèn)為是避雷器內(nèi)部絕緣電阻Rn與外表面下部絕緣電阻RB2的并聯(lián)值，即等值電阻為

　　Rdz = RnRB2 / (Rn+RB2)

　　因此，所測(cè)絕緣電阻值受外表面(下部)狀況的影響較大，若表面臟污，潮濕或在霧雨天氣等，將可能造成誤判斷。

　　絕緣電阻的判斷標(biāo)準(zhǔn)與停電測(cè)試時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相同，即在2000 MΩ以上為合格。

　　當(dāng)避雷器在絕緣嚴(yán)重不良的情況下試驗(yàn)時(shí)，可能對(duì)人身造成危害，為此，操作兆歐表的人員應(yīng)按安全規(guī)程進(jìn)行操作。

　　(二)泄漏電流的在線監(jiān)測(cè)

　　在線監(jiān)測(cè)泄漏電流的接線如圖3所示。其等值電路如圖4所示。測(cè)試時(shí)使用運(yùn)行線路對(duì)地的交流電壓，在正常情況下，對(duì)于10kV系統(tǒng)約為6kV，對(duì)于35kV系統(tǒng)約為20.2kV。

　　由等值電路可知，在交流電壓作用下過(guò)避雷器的電流可分為兩部分：避雷器內(nèi)部電流InR及InC，避雷器外表面電流IBW。電流IBW由于安裝抱箍接地(對(duì)金屬橫擔(dān)而言)而被屏蔽了，因此流過(guò)微安表的電流只有InR及InC。

　　同一型式避雷器內(nèi)部放電間隙的幾何電容是固定不變的，其數(shù)值甚微。在運(yùn)行電壓作用下，其電流實(shí)際上都不超過(guò)2μA，所以微安表所測(cè)得的電流為

　　In =( InR2+InC2 )1/2

　　這樣將能靈敏地反映出避雷器內(nèi)部絕緣的受潮程度?？紤]到絕緣電阻的合格值為2000MΩ以及間隙幾何電容對(duì)測(cè)量泄漏電流的影響，在線監(jiān)測(cè)10 kV級(jí)避雷器時(shí)的泄漏電流的判斷標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)為不大于5 μA。3.6 kV級(jí)避雷器也參照這一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　為了準(zhǔn)確地測(cè)量泄漏電流值，由避雷器底部到微安表間的引線必須使用絕緣屏蔽線，其金屬外皮必須接地，否則，由于雜散電容電流IZ的影響，可能使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，致使判斷錯(cuò)誤。

　　(三)工頻放電電壓的在線監(jiān)測(cè)

　　測(cè)試接線的原理如圖5所示。此時(shí)，試驗(yàn)電源經(jīng)避雷器→高壓線路→母線電壓互感器→互感器高壓繞組中性點(diǎn)直接接地而構(gòu)成回路。用這種方法試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電源必須與被試避雷器同相(如試A相避雷器時(shí)，用A相電源，依此類(lèi)推)。在試驗(yàn)電源正、反相位時(shí)，分別記錄所測(cè)得的放電電壓Un'和Un""值。這時(shí)由于試驗(yàn)電壓相量與運(yùn)行電壓相量的相位相同或相反，因此避雷器兩端電壓(最后的放電電壓)是試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓(線路對(duì)地電壓)的相減或相加，即

　　UF=UF'-UD

　　或UF""=UF+UD

　　式中 UF—避雷器的工頻放電電壓(kV);

　　UD—運(yùn)行線路對(duì)地電壓(kV)

　　UF'—試驗(yàn)電源正相位時(shí)，記錄到的避雷器放電瞬間試驗(yàn)變壓器電壓指示值(kV);

　　UF""—試驗(yàn)電源反相位時(shí)，記錄到的電壓指示值。

　　由此可見(jiàn)，可求得避雷器的工頻放電電壓值，即

　　UF=(UF'+UF"")/2

　　試驗(yàn)接線中，保護(hù)電阻R的作用是在避雷器放電時(shí)，保護(hù)其內(nèi)部放電間隙及試驗(yàn)變壓器，同時(shí)盡量降低試驗(yàn)電壓對(duì)運(yùn)行線路的沖擊，一般可取R ≈ 2 kΩ。

　　現(xiàn)場(chǎng)一組FS-10避雷器的停電與在線監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1～3所示。

　　從表1～3可以看出，停電條件下的試驗(yàn)結(jié)果與在線測(cè)試結(jié)果是一致的。因此10kV及以下的高壓配電系統(tǒng)中大量使用的FS型避雷器，可以用在線測(cè)試代替停電試驗(yàn)。如果在安裝FS型避雷器時(shí)，將其接地線部分通過(guò)一個(gè)電流容量足夠的斷開(kāi)裝置接地(正常運(yùn)行時(shí)接地，而試驗(yàn)時(shí)可以斷開(kāi))，試驗(yàn)電源則可從避雷器附近的變壓器低壓側(cè)分別抽取，這樣可以十分方便地進(jìn)行在線測(cè)試。

　　表1 絕 緣 電 阻 (MΩ)

　　表2 泄 漏 電 流 (μA)

　　表3 工頻放電電壓 (kV)

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T596 — 1996).

　　[2] 陳化鋼 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)技術(shù)問(wèn)答》.中國(guó)水利水電出版社.1995.

　　[3] 周澤存 《高電壓技術(shù)》.水利電力出版社.1998.