避雷器是一種重要的過電壓保護裝置，是電力系統安全運行的有力保障，其中，氧化鋅避雷器由于其具有優良的非線性和人通流容量等優點，在電網中廣泛應用。本文簡單分析了避雷器工作原理和必要性，然后對影響氧化鋅避雷器現場帶電測試的因素及消除方法進行分析。

　　《科技與創新》國家級科技雜志，雜志為國家新聞出版廣電總局批準，面向國內外公開發行的“全國綜合性科技學術期刊”，由山西省科學技術協會主管、山西科技新聞出版傳媒集團主辦，國內統一刊號CN14-1369/N，國際標準刊號ISSN2095-6835。為了進一步服務廣大科技工作者，促進創新型科技人才的研究成果轉化。經國家新聞出版廣電總局批準(新出審字〔2013〕862號)，原《微計算機信息》雜志自2013年7月正式變更為《科技與創新》雜志，在創辦的過程中得到了中國科協和山西省新聞出版局的大力支持。

　　前言

　　氧化鋅避雷器預防性試驗包括停電條件下直流泄漏電流試驗和運行電壓下帶電測試，但當電力系統的運行電壓較高，發電廠(或變電站)避雷器數目較多時，停電條件下作直流泄漏電流試驗有很大的困難，因此，運行電壓下的氧化鋅避雷器現場帶電測試越來越受到重視。

　　1避雷器工作原理

　　在確定分配的電壓下，一般流經氧化鋅避雷器的閥片的電流低于104A，此時，它的作用類似于一個絕緣體。所以，當隔離開閥片與工作電壓時就不再需要使用火花間隙了。一旦金屬氧化鋅避雷器上作用到的電壓大于規定的數值(啟動電壓)時，大電流就能通過閥片導入到地中，此時的殘壓就不會大于這些被保護設施的耐壓值，這樣就達到了保護的目的。然后，一旦作用電壓小于動作電壓，閥片就會停止導入狀態，回復到其原先的絕緣狀態。故而，其完整過程中沒有電弧燃燒和熄滅的情況。

　　2氧化鋅避雷器測試必要性

　　2.1氧化鋅避雷器由于取消了串聯間隙，長期承受系統電壓，過電流的影響。電流中的有功分量導致閥片發熱，引伏安特性的變化，長期作用的結果會導致閥片老化，甚至熱擊穿。

　　2.2氧化鋅避雷器受到沖擊電壓的使用，閥片也會在沖擊電壓能量的作用下發生老化。

　　2.3氧化鋅避雷器內部受潮或絕緣性能不良，會使工頻電流增加，功耗加劇，嚴重時會導致內部放電。

　　2.4氧化鋅避雷器受到雨、雪、凝露或灰塵的污染，由于內外電壓分布不同而使內部閥片與外部瓷套之間產生較大電位差，導致徑向放電現象發生。

　　為了及時發現氧化鋅避雷器的運行狀況，根據DL/T596-1996《電力設備預防性試驗規程》中的相關規定，在發電廠、變電所避雷器每年雷雨季來臨前，我們必須對氧化鋅避雷器進行相關測試，如測試絕緣電阻、直流1mA下的電壓U1mA及0.75U1mA下的泄漏電流、運行電壓下的交流泄漏電流、底座絕緣電阻、放電計數器動作檢查。必要時，還要進行工頻參考電流下的工頻參考電壓的測試。

　　以上試驗除了運行電壓下的交流泄漏電流，其余均為停電測試。

　　3影響氧化鋅避雷器現場帶電測試的因素及消除方法

　　3.1電網諧波的影響與消除方法根據《電能質量公用電網諧波》(GB/T14549-1993)規定的公用網諧波電壓(相電壓)限值，可知電網中的諧波含量非常少，特別是電壓等級在35kV及以上的電網。并且電網電壓等級越高，其電網中諧波含量越小。在實際運行電網中，其諧波比規定限值更低，因此電網諧波電壓對帶電測試中IRIP的影響可以忽略，或采用MOA-RCD一4型阻性電流測試儀進行試驗，就可以消除諧波分量的影響。

　　3.2瓷套表面臟污、相間耦合電容及電磁干擾影響與消除方法

　　3.2.1運行中呈"直線"排列的氧化鋅避雷器試驗

　　對于運行中呈"直線"排列的戶外型瓷套氧化鋅避雷器，有資料研究證實，其瓷套表面雜散電流是由于表面臟污及相間電磁干擾引起;而同型號、同批次生產的三臺(相)氧化鋅避雷器，在線測得的阻性電流值I各不相同，是由于相間電容耦合所引起的。對瓷套表面雜散電流，采用MOA下端瓷裙上加屏蔽環的方法消除。在污穢比較嚴重的地區，這種方法能夠有效地消除流經測量相下節氧化鋅避雷器瓷套表面由異相干擾引起的泄漏電流，且簡單易行。試驗必須在晴天干燥時進行，此時瓷套表面雜散電流就比較小，再經加屏蔽環消除相間電磁干擾引起的泄漏電流，這樣流經閥片的電流就比較真實。

　　由于相間電容耦合所引起的阻性電流I誤差，可對相位移進行校正處理。其中，相位移校正角的計算式可表示為中0：(中一中一120。)/2式中中。一一電壓信號取自A相，電流信號取自C相時的角度0一一A相電壓電流夾角0。一一B相對A、c相作用的干擾角度由于B相對A、c相的作用是對稱的，所以校正A相時輸入正的中o，而校正c相時輸入負的中o;對于B相不用校正，因為對A、c相的作用也是對稱的。

　　3.2.3GIS組合電器中運行的氧化鋅避雷器試驗根據GIS組合電器的拼裝結構，其氧化鋅避雷器可分為三相分箱(罐)和三相共箱(罐)結構。并且這兩種氧化鋅避雷器結構在組裝時清潔衛生，運行中又不受外部環境影響。三相分箱式氧化鋅避雷器由于其鐵殼罐體的屏蔽接地，三相之間無相間耦合電容和電磁干擾，測量時不需要校正相位移，直接測量即可;三相共箱式氧化鋅避雷器在罐體內部布置時排成等邊三角形，相間耦合電容和電磁干擾的相互作用是基本相同的，測量時可不需校正相位移。

　　4對金屬氧化鋅避雷器進行的現場帶電試驗

　　我們可以把金屬氧化鋅避雷器其自身的運行的參數化簡等同于一個不改變的電容與一個可以改變的電阻并聯的電路線圖1。

　　金屬氧化鋅避雷器在交流電壓的作用之下，它的總的泄露電流包含兩種電流：①阻性電流，也是有功分量;②容性電流，即是無功分量。當金屬氧化鋅避雷器運行的時候，容性電流是流過它的主要的電流，而其中很小的一部分才是阻性電流，大概僅為10~25%。但是，在避雷器內部老化，絕緣部件受到損害，或是受潮以及表面被嚴重地污染的時侯容性電流的變化量并不多，而此時的阻性電流卻大量地增加。所以，我們可以借由檢測MOA的阻性電流的變化量，來了解金屬氧化鋅運行的情況。

　　在運行情況中，金屬物的劣化大多是講其物理的狀態以及電氣的特性發生的變化，而這些變化會使得金屬氧化物的伏安特性變得漂移，熱穩定性能被破壞，非線性系數從而會被改變，電阻局部會變得惡劣等等。但是這些變化一般都能在避雷器的以下幾種電氣的參數的改變量上表現出來：

　　(1)在運行的電壓下，泄漏電流的阻性分量的峰值的絕對值變大;

　　(2)處于運行的電壓下時，泄漏電流的諧波分量有顯眼的變大;

　　(3)有功損耗在處于運行的電壓的情況下時，其絕對值變大;

　　(4)當在運行的電壓下時，泄漏電流的絕對值變大，卻不肯定是明顯的。

　　最近的幾年，在我國各個地方發生了較多起的金屬氧化鋅避雷器的爆炸事件。2006年，我國有一個電力局在進行帶電測試試驗的過程中，發現他們的1lOkV仁舍變超仁1548的線C相線路所使用的避雷器數據不正常，在此同時，他們結合遠紅外線的測溫操作也看出其避雷器的溫度有異常變化。所幸他們及時地停電并對其避雷器進行細致的檢查，發覺試驗的數據嚴重地超過了標準值。最終，他們成功地避免了金屬氧化鋅避雷器在他們電力局發生爆炸事件。進行帶電測試的數據，如下表所示

　　c的全電流、相阻性電流以及損耗都大幅度地變大。這種情況完全與金屬氧化物避雷器在運行中的劣化的幾種變化相同。該避雷器的直流泄漏試驗的數據

　　UlmA(kV)：l16.5I/75%UlmA6901xA絕緣的電阻是IOOMQ

　　此時，絕緣電阻，參考電壓和泄漏電流都不符合規定標準。在后來的解體研究中發覺c相避雷器的頂端非常嚴重地被銹蝕了，以至于其避雷器的內部受到潮氣，避雷器中部的閥片以及瓷套的內壁有凝結的水珠，并且硅膠變色，不再正常。

　　5結語

　　采用可消除現場干擾的氧化鋅避雷器在運行電壓下帶電檢測方法，可大大提高試驗的真實性與靈敏度，實時反映氧化鋅避雷器的運行狀態。同時，進行帶電測可減少停電次數，對用戶、對企業的長遠發展，具有重大的意義。