理论教育 金属氧化物避雷器的试验和注意事项

金属氧化物避雷器的试验和注意事项

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于金属氧化物避雷器,要求测量其直流1mA时的电压U1mA和0.75U1mA直流电压下的泄漏电流。3)测量注意事项:①测量避雷器的U1mA时,由于试验电源的电压脉动系数对测量结果的影响较大,因此要求整流后的电压脉动系数应小于1.5%。有并联电阻的避雷器一般不作此项试验,其他无并联电阻的避雷器应按制造的规定进行。试验时必须立放避雷器。

金属氧化物避雷器的试验和注意事项

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图5-21 泄漏电流的测量接线示意图

1.绝缘电阻的测试 与上述相同。

2.电导或泄漏电流及非线性系数的测试

电导电流是指在相线端子和接地端子间加直流试验电压所测得的泄漏电流,试验电压和泄漏电流值见表5-26~表5-32,试验接线见图5-21。其中FS型避雷器的绝缘电阻大于2500MΩ时,可不做漏泄试验。试验时避雷器应立放。

电导电流的测量应注意以下几点:

(1)同一相内串联组合元件(如FZ-35型避雷器由数个标准元件组合而成)的非线性系数α应相近或相等,一般为0.25~0.45之间,其差值应不大于0.04。FZ型避雷器的α值可按下式计算:

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式中U2——直流试验电压值,单位为kV;

U1——取U2/2,单位为kV;

I2——试验电压U2下的电导电流,单位为μA;

I1——试验电压U1下的电导电流,单位为μA。

(2)测量时直流回路的波纹系数大于1.5%时,应加装滤波电容,一般为0.1μF。波纹系数指整流电流中交流分量的有效值与直流分量平均值的比,它是衡量整流电路中输出的直流电压是否接近理想平滑的参数,值越小,直流电越理想。单相半波整流的波纹系数为1.21,单相全波及单相桥式均为0.48。

(3)测量时不宜在0℃以下进行,一般应在室温20℃时进行,温度相差较大时,每升高1℃,泄漏电流值应增加0.3%;每降低1℃,泄漏电流值应减少0.3%。各个厂家的调整数值不同,应按厂家提供的数值进行调整。

(4)当所测数值与规定值增加较大时,其原因是密封破坏而受潮;具有并联电阻的避雷器减少较大至规定值的1/2~1/3时,说明电阻已断裂。

(5)测量有并联电阻的阀型避雷器的电导电流时,整流电压回路应并联0.1μF(指半波整流)或0.05μF(指全波整流)的滤波电容。测量无并联电阻避雷器的漏泄电流时,可用0.01μF的电容并联。

(6)测量时所加的试验电压,是按串联的并联电阻元件数目确定的,每一对电阻元件规定加(4000±50)V试验电压,试验电压的测量接线见图5-22,电压U可用U=∑RI计算或用静电电压表直接测量。

(7)在测量时,一般条件下,要测量直流1mA时的电压U1mA和0.75U1mA直流电压下的泄漏电流。

对于金属氧化物避雷器,要求测量其直流1mA时的电压U1mA和0.75U1mA直流电压下的泄漏电流。测量其直流电流为1mA时的电压U1mA的目的,是为了检查避雷器的阀片是否受潮,并确定其动作性能是否符合要求;测量0.75U1mA直流电压下的泄漏电流的目的,主要是为了了解避雷器的使用寿命,因此在同一温度时避雷器的泄漏电流与其使用寿命成反比。

1)测量时的接线如图5-23所示。

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图5-22 试验电压的测量接线示意图

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图5-23 测量接线图

T1—单相调压器 T2—高压试验变压器 R—保护电阻 C—滤波电容(0.01~0.1μF) FA—氧化锌避雷器 978-7-111-48524-7-Chapter05-92.jpg—直流毫安表 978-7-111-48524-7-Chapter05-93.jpg—静电电压表

2)测量方法:

①直流1mA时的电压U1mA是指当无间隙金属氧化物避雷器通过1mA的直流电流时,被试避雷器两端的电压值。因此在测量时,应首先给被试避雷器升压,然后监视毫安表的读数,当毫安表的读数为1mA时,立即读取并记录电压表的读数,此时电压表的指示值即为U1mAU1mA的值与初始值或制造厂给定值相比较,其值变化应不大于±5%。

②0.75U1mA下的泄漏电流值,就是被试避雷器在电压为0.75U1mA时,流过避雷器的泄漏电流。测量时,首先计算出0.75U1mA的电压值,然后给避雷器升压,当电压升到该值时,立即读取并记录毫安表上的读数,此时毫安表上的指示值就是该被试避雷器的泄漏电流值。按制造厂规定,0.75U1mA下的泄漏电流值一般应不大于50μA。

3)测量注意事项:

①测量避雷器的U1mA时,由于试验电源的电压脉动系数对测量结果的影响较大,因此要求整流后的电压脉动系数应小于1.5%。为了弥补半波整流后电压脉动系数的不足,因此在整流后的直流电路中应加接滤波电容器,以降低试验电压的脉动系数。

②由于避雷器的泄漏电流大于200μA以后,随着电压的升高,泄漏电流将急剧增大,因此在试验时应缓慢地进行升压,当毫安表的指示值为1mA时,立即读取相应的电压值。

③为了减少表面泄漏电流的影响,测量前应将避雷器的瓷套表面擦拭干净。为了减小杂散电流的影响,应对毫安表和毫安表与被试避雷器的连接线采取屏蔽措施。

④由于温度和湿度对测量结果影响很大,因此在测量时应记录测量时的温度、湿度等环境条件,以便分析判断。

3.测量工频放电电压

工频放电电压的测量是在相线端子和接地端子间加工频放电试验电压,观察其击穿情况,接线见图5-24。有并联电阻的避雷器一般不作此项试验,其他无并联电阻的避雷器应按制造的规定进行。避雷器的工频放电电压范围见表5-26~表5-32。

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图5-24 工频放电电压的测量

正常良好的避雷器应在工频放电电压范围内放电,放电间隙应有火花。在小于放电电压范围时放电或大于放电电压范围时仍不放电者,均属不合格品。试验时必须立放避雷器。

(1)在不带并联电阻的避雷器上进行放电试验时应注意以下几点

1)能够准确读出所升电压值时,可采取快速升压直到避雷器被击穿为止,当所升电压超过额定电压后的时间尽可能缩短。

2)如利用已校对好的变压比曲线在低压侧接电压表测量高压侧所升电压值时,则升压速度应进行控制:10kV及以下避雷器——3~5kV/s;20~35kV避雷器——15~20kV/s;一般从升压至避雷器放电控制在3.5~7s即可满足要求。

3)避雷器放电后应在0.5s内切断试验电源,图5-24所示接入的保护电阻R可按10Ω/V选择。

4)如果放电后达不到0.5s内切断试验电源,则所选保护电阻应保证避雷器放电后流过R的电流不大于15~20mA。(www.daowen.com)

5)放电时间的限制可用电流继电器快速切断电源。

6)放电电压可用低压侧电压表的读数和变压器的电压比来计算放电电压,电压比应事先校准,电压表准确度不小于0.5级。

(2)工频放电电压的测量,也可用下面的方法进行

1)试验方法:工频放电试验与一般工频耐压试验接线相同,接线如图5-25所示。

试验电压的波形应为正弦波,为消除谐波的影响,必要时,试验设备的电源应取用线电压,因为线电压中没有3次谐波,也可在试验变压器的低压侧加接滤波回路,以消除谐波的影响。

对有串联间隙的金属氧化物避雷器,应在被试避雷器下端串联电流表,用以判别间隙是否放电动作。对每一个避雷器应做3次工频放电试验,每次间隔不小于1min,并取3次放电电压的平均值,作为该避雷器的工频放电电压。

对运行中的FZ型避雷器,一般不要求做工频放电电压试验,但在解体检修后及必要时,应测量工频放电电压,放电电压值应符合有关规定。

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图5-25 避雷器工频放电试验原理接线图

Ty—调压器 T—工频试验变压器 R—保护电阻器 FA—被试避雷器 TV—测量用电压互感器

2)试验回路保护电阻器R的选择:图5-25中的保护电阻器R,是用来限制避雷器放电时的短路电流的。对不带并联电阻的FS型避雷器,一般取0.1~0.5Ω,保护电阻不宜取得太大,否则间隙中建立不起电弧,使测得的工频放电电压值偏高。

对有并联电阻的普通避雷器,应在间隙放电后0.5s内切断电源,为此,在试验回路内还应装设过电流速断保护装置,并使通过被试品的工频电流限制在0.2~0.7A范围内。由于并联电阻的泄漏电流较大,在接近放电电压时,保护电阻上电压降较大,这时可以选用阻值较低的电阻器,或不用保护电阻。

有串联间隙的金属氧化物避雷器,由于阀片的电阻值较大,放电电流较小,过电流跳闸继电器应调整得灵敏些。调整保护电阻器,将放电电流控制在0.05~0.2A之间,放电后在0.2s内切断电源。保护电阻选择时可根据下列公式进行计算:

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式中I——通过避雷器的电流,单位为A;

U——估计的避雷器的放电电压,单位为V;

XT——试验变压器的短路阻抗,单位为Ω;

R——串入的限流电阻,单位为Ω。

3)试验时的升压速度:对于并联电阻的FS型避雷器,升压速度不宜太快(以免由于测量仪表的机械惯性而引起读数误差),以3~5kV/s为宜。

对有并联电阻的避雷器,作工频放电试验时,必须严格控制升压速度,因为并联电阻的热容量小,在接近放电时,如果升压时间较长,会使并联电阻发热烧坏。因此,在技术条件中规定:超过灭弧电压以后,到避雷器放电的升压时间,不得超过0.2s。

4)工频放电电压的测量:对不带并联电阻的避雷器,在间隙击穿前,由于泄漏电流非常微小,在正弦电压波形条件下,可根据低压侧电压表的读数和试验变压器的电压比来计算避雷器的放电电压。试验变压器的电压比应经过校准,电压表的准确度不得低于0.5级。

对有并联电阻的避雷器,因为泄漏电流在保护电阻上产生的电压降较大,因此应在被试避雷器两端直接测量它的工频放电电压,可用0.5级及以上的电压互感器或分压器,配合电子示波器或其他记录仪进行测量,同时还可以观察放电电压的波形。应注意的是:在放电时,工频放电电压波形上会叠加高频振荡,其振荡幅值有时会超过工频部分,因此应以放电瞬时的工频放电电压为准作为放电电压。也可在分压器测量的低压回路中串以数千欧的阻尼电阻,起到抑制高频振荡作用。这时,需要重新校验分压器的分压比,并应使用交流峰值电压表测量电压。交流峰值电压表的准确度不得低于1.0级,并应注意消除放电高频振荡引起的误差。

4.雷电记录器的动作试验

JS型雷电记录器的动作试验可按图5-26接线,用绝缘电阻表向电容器充电,待指针稳定后,拨动S迅速向记录器放电,进而观察动作情况。绝缘电阻表应选用500~1000V的JS型记录器应用40V直流电源充电,C采用6~50μF、50V的电解电容。

安装单位受试验设备的限制,避雷器的试验应到当地供电部门委托试验,凭借供电部门的试验报告为据,但安装前应再次测量绝缘电阻,同时应复核避雷器的额定电压必须与被保护的线路或设备的额定电压相符。

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图5-26 雷电记录器动作试验接线

S—双投开关 M—绝缘电阻表 C—电容器(约5~10μF,500V以上) JS—雷电记录器

避雷器基座绝缘电阻一般用2500V绝缘电阻表进行测量,其阻值应大于150MΩ(经验数值,规范中未具体说明)。

该试验也可用下述方法进行:

1)交流法:使用电压互感器作为试验变压器,将电压升到1500~2500V,然后用绝缘拉杆将此试验电压加到计数器上,观察计数器的指示是否跳字。

2)标准冲击电流法:采用专用的、能产生模拟标准雷电流、雷电压的“避雷器放电计数器校验仪”,对放电计数器放电,观察其动作情况。

3)使用万用表测量放电计数器的整体电阻,并与同类型计数器进行比较,看其有无变化,以判断计数器的好坏。

对每一个避雷器放电计数器的动作情况进行试验检查时,均应连续测试3~5次,每一次均应正常动作。每一次试验时间间隔不得小于30s,如发现动作不灵活或不可靠,应及时予以修理或更换。避雷器的放电计数器经试验检查合格后,还须将计数器的指示数字调整回零。最简单的调整回零的方法是用380V/220V的交流电源,将零线与避雷器放电计数器的接地端连接,用相线碰触放电计数器的上端头,每碰触一次,放电计数器就会跳一个字,直到将放电计数器的指示值调整到零。

5.避雷器的密封情况检查

避雷器的密封情况检查,一般采用抽真空的办法进行。其方法是:将真空泵的抽气嘴与避雷器底盖上的抽气孔连接,起动真空泵,对避雷器进行抽真空,当避雷器内的真空度达到(300~400)×133Pa后,关闭抽气阀,记录此时真空表的指示值,保持5min,再观察真空表的指示值是否有所下降。如真空表的指示值没有下降或者下降值不超过100Pa,即可认为该避雷器密封良好;如若5min内真空度下降超过100Pa时,则说明该避雷器的密封不合格,应采取有效措施予以解决,直至合格。

用抽气法检测避雷器的密封情况时,应在洁净、干燥、没有腐蚀性气体和灰尘的环境条件下进行,以免潮气和灰尘进入避雷器内部。

检测前,应首先对真空泵、抽气阀门及连接导管等的密封情况进行检查,确保真空系统本身的密封良好,然后再与避雷器连接,以保证检测结果的真实可靠。

经检查完好的避雷器,应迅速将抽气孔封堵牢固,不使漏气。

6.测量金属氧化物避雷器的持续电流和工频参考电压或直流参考电压

一般可用氧化锌避雷器测试仪进行,详见第三章相关内容。

这里说明一点,按照《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准(附条文说明)》GB 50150—2006标准,阀式避雷器已被淘汰,均由金属氧化物避雷器取代,但在实践中阀式避雷器有的还在使用,为了不脱节,这里保留了其相应内容。

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