閥型避雷器由火花間隙和非線性電阻(簡稱閥片)串聯(lián)組成?；鸹ㄩg隙決定了避雷器的放電電壓，而放電電壓與時間的關系特性稱為伏秒特性;串聯(lián)的閥片決定了避雷器的殘壓和續(xù)流，通過閥片的電流與其壓降的關系稱為伏安特性。伏秒特性和伏安特性是閥型避雷器的兩個基本特性。串聯(lián)閥片的電阻值和通過的電流大小有關，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時維持不高的殘壓，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防性試驗項目包括：⑴測量絕緣電阻：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測量電導(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構及特性是否正常，檢驗它在內(nèi)過電壓下是否有動作的可能性，是一個重要試驗項目。

　　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型避雷器結構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)量多且地點分散，每年進行預防性試驗時，如采取停電將避雷器拆回，試驗合格后再安裝使用的方式，這樣既麻煩又費工時，而且存在試驗室試驗雖合格，但診斷的有效性不一定保障運行周期內(nèi)的安全無故障發(fā)生且運輸途中易于損壞的缺點。絕大多數(shù)故障在事故前都有先兆，而連續(xù)或選時的在線監(jiān)測就可以大大提高試驗的真實性、及時性和靈敏度，故把停電檢測與在線監(jiān)測結合起來，能完善和提高預防性試驗的能力和水平，為電力設備安全運行提供保障?，F(xiàn)以FS-10型避雷器為例，對FS型閥型避雷器的在線測試作一些分析討論。

　　(一)絕緣電阻的在線監(jiān)測

　　在線監(jiān)測FS-10型避雷器絕緣電阻的接線如圖1所示。測試前斷開避雷器下端的接地連線(或在安裝時就考慮能方便地進行在線監(jiān)測)。由于變電所母線電壓互感器高壓繞組中性點是直接接地的，因而在測試時，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構成了回路?；芈分?，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，因此兆歐表能夠測得避雷器的絕緣電阻。

　　測試時可使用2.5～5kV兆歐表。其E端應可靠接地，然后搖動兆歐表使指針指到到“∞”，再將連接兆歐表L端的引線(應注意懸空)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相對較小，可忽略不計，所以兆歐表讀數(shù)實際就可以認為是避雷器內(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。

　　絕緣電阻的判斷標準與停電測試時的標準應相同，即在2000 MΩ以上為合格。

　　當避雷器在絕緣嚴重不良的情況下試驗時，可能對人身造成危害，為此，操作兆歐表的人員應按安全規(guī)程進行操作。

　　(二)泄漏電流的在線監(jiān)測

　　在線監(jiān)測泄漏電流的接線如圖3所示。其等值電路如圖4所示。測試時使用運行線路對地的交流電壓，在正常情況下，對于10kV系統(tǒng)約為6kV，對于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(對金屬橫擔而言)而被屏蔽了，因此流過微安表的電流只有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。在運行電壓作用下，其電流實際上都不超過2μA，所以微安表所測得的電流為

　　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測量泄漏電流的影響，在線監(jiān)測10 kV級避雷器時的泄漏電流的判斷標準，應為不大于5 μA。3.6 kV級避雷器也參照這一標準執(zhí)行。

　　為了準確地測量泄漏電流值，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，可能使測量結果產(chǎn)生較大的誤差，致使判斷錯誤。

　　(三)工頻放電電壓的在線監(jiān)測

　　測試接線的原理如圖5所示。此時，試驗電源經(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直接接地而構成回路。用這種方法試驗時，試驗電源必須與被試避雷器同相(如試A相避雷器時，用A相電源，依此類推)。在試驗電源正、反相位時，分別記錄所測得的放電電壓Un'和Un""值。這時由于試驗電壓相量與運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)是試驗電壓與運行電壓(線路對地電壓)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—運行線路對地電壓(kV)

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

　　UF""—試驗電源反相位時，記錄到的電壓指示值。

　　由此可見，可求得避雷器的工頻放電電壓值，即

　　UF=(UF'+UF"")/2

　　試驗接線中，保護電阻R的作用是在避雷器放電時，保護其內(nèi)部放電間隙及試驗變壓器，同時盡量降低試驗電壓對運行線路的沖擊，一般可取R ≈ 2 kΩ。

　　現(xiàn)場一組FS-10避雷器的停電與在線監(jiān)測結果如表1～3所示。

　　從表1～3可以看出，停電條件下的試驗結果與在線測試結果是一致的。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，可以用在線測試代替停電試驗。如果在安裝FS型避雷器時，將其接地線部分通過一個電流容量足夠的斷開裝置接地(正常運行時接地，而試驗時可以斷開)，試驗電源則可從避雷器附近的變壓器低壓側分別抽取，這樣可以十分方便地進行在線測試。

　　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

　　[1] 《電力設備預防性試驗規(guī)程》(DL/T596 — 1996).

　　[2] 陳化鋼 《電力設備預防性試驗技術問答》.中國水利水電出版社.1995.

　　[3] 周澤存 《高電壓技術》.水利電力出版社.1998.