高敏

摘要：线路避雷器是对供电线路和供电设备进行保护的重要保护设施之一，如果电力系统中的线路避雷器在使用中出现老化、失效或损坏，那么便可能会引起大型的电路故障，进而给电力企业造成严重的经济损失。因此开展线路避雷器的直流试验，可以对线路中的氧化锌避雷器進行定期检测，进而排除事故隐患，保障电力系统的正常稳定运行。本文主要研究了35千伏的氧化锌避雷器，首先通过分析氧化锌避雷器电阻片的基本特性，再通过开展模拟仿真实验，通过傅里叶函数的变化计算对几组参与线路避雷器直流试验的35千伏氧化锌避雷器进行测试，进而研究线路避雷器在直流实验中是否存在无滤波电容对测量结果产生影响。

关键词：线路避雷器;直流试验;基本特性;结果分析

一、线路避雷器的基本特性

在我国电力系统中应用最为广泛的线路避雷器为氧化锌避雷器，这种避雷器由于其组成结构中的氧化锌电阻片，具有优异的非线性伏安特性且造价较为低廉受到了市场的一致好评。氧化锌避雷器在直流试验中，当直流为1mA电压值时，如果试验中氧化锌避雷器输出电压为恒定直流，那么固有电容c则不导通，基于此避雷器电阻片则会呈现出较为完整的曲线性特征，该特征主要是随着输出电压的增大，电阻片的非线性电阻越小。同时在直流试验中，当氧化锌避雷器所承受的过电压一旦消失，那么非线性电阻值便会迅速增大，氧化锌电阻片便会恢复到绝缘状态。但是在该避雷器中，当输出电压含有交流成分之时，或是避雷器遇到高次谐波风量时，那么避雷器的固有电容就会呈现出电抗特征，通过将氧化锌避雷器的固有电容与非线性电阻进行并联，氧化锌避雷器的阻抗值便会略微下降，这就会对避雷器直流试验中的测量效果产生一定的影响。

在实践调查中发现，线路避雷器中的氧化锌电阻片的伏安特性，在1mA到5kA的范围内呈现出良好的非线性关系，因此可以根据氧化锌电阻片的伏安特性，划分为低电场区域、中电场区和高电场区。通常氧化锌电阻器经典端所测得的直流电压值，又被称之为线路避雷器在直流试验中的起始动作电压，当电力系统中出现内过电压或雷电过压时，那么非线性电阻值就会极速减小，当非线性电阻值在试验中到达拐点后，就会将自身所承受的过电压进行泄放。当过电压释放完毕后，氧化锌避雷器就可以迅速地恢复成原先的绝缘状态，又返回到原先的拐点下方，这样就可以使得工频续流持续处于1mA状态下。

二、对线路避雷器开展的仿真分析

在对线路中氧化锌避雷器开展仿真分析时，为了进一步地探究在直流1mA状态下电压值实验是否有无滤波电容，进而判断氧化锌避雷器的输出电压是否呈现出两端波形异常，在经过二次运行后，便可以得到有滤波电容，此时有滤波电容呈现出的电压波形为依次有序列递增状态，当有滤波电容再次运行后，高压硅端的导通电压便可以在实验中忽略不计。在实验中如果没有相应的并联滤波电容，那么试验变压器输出在b类型两端所呈现出的电压脉冲直流电压，就会呈现出一个周期为6.28的半个周期电压值为零的波形，该波形中电压始终为单一方向，但是电路中含有较大的交流成分。当对实验中存在的并联滤波电容进行仿真分析时，就会发现避雷器输出的电压波形由脉冲直流电压逐渐改变成平滑的直流电压，若将这一现象带到理想情况下，并将氧化锌避雷器在实验中的所有交流成分去除，只保留相对应的直流成分。

三、线路避雷器直流现场实验分析

1.线路避雷器高压试验输出直流电压

在对线路避雷器信息直流现场试验中，需要结合电力设备预防性试验规程及现场绝缘实验实施导则中的相关要求，对氧化锌避雷器进行改进。由于氧化锌避雷器在制作过程中可能会存在相应的缺陷，或是避雷器在空气潮湿的情况下出厂装配，这会使内部的零部件受损、受潮，而这些问题都需要通过预防性试验来发现，进而防止氧化锌避雷器在试验过程中由于误动作，出现损坏甚至是爆炸事故。因此对线路避雷器开展直流现场试验工作，可以直接通过检查氧化锌避雷器的MOA直流和参考电压值，判断避雷器在运行中的电荷率。

在直流1mA的电压情况下，判断氧化锌泄漏电流试验在接线中与一般直流泄漏实验接线方法相同，通常需要在实验接线中添加滤波电容c，但是可能由于单个电容器的电容值较大，会导致电容器在实验中的充电时间过长，因此可以将电容器进行串联使用。在本次实验中并将三个1.42μF的电容器进行串联使用，并在实验过程中将接地侧的电容放置于地面上方，其余电容串联在有足够绝缘强度的绝缘材料区域。在开展线路避雷器高压试验中，对于站内无间隙氧化锌避雷器可以放置于地面上方进行测量，但是对于线路型悬挂式则需要数值摆放测量，通常为了避免在测量过程中产生较大的测量误差，需要在具有足够绝缘强度的绝缘材料上采用一端接地，一端接触电源侧的方式进行试验，并在测量过程中对测量电流的导线采用屏蔽线，对接地线区域采用软铜线。先安装微安表指针，用来检测氧化锌避雷器的泄漏电流值，然后在实验装置中进行快速升压和缓慢升压。当实验中的电流值达到1mA后，就需要停止升压并对此时的电压值进行确定，同时在做完一次测试后需要对试验数值进行记录，在通过采用装置充分放电后，结束实验过程，避免在实验中出现安全意外。

2.线路避雷器直流1mA电压值试验原理

在本次线路避雷器直流试验中通过对线路型避雷器和站内型变阻器进行实验，在实验中实验环境温度为270℃、环境湿度为68%，同时实验中的设备仪器正常，没有明显的接线错误。根据实验数据可以得知，在绝缘电阻进行实验中，当避雷器直流U数值较大时，那么便可能会导致避雷器的非线性与荷电率降低，造成避雷器在应用中无可靠动作或是在动作中残压值过高。如果在去掉电容后电压测量值及绝缘电阻测量值的结果仍满足相应的规程要求，这便表示线路避雷器所使用的绝缘电阻绝缘性过强。

四、结束语

当前笔者通过分析线路避雷器的基本特性，并且在1mA的直流电压下开展避雷器直流试验，根据试验结果进行模拟仿真，计算了无滤波电容时直流1mA的电压值大小，通过实践可以得知，当避雷器处于直流1mA电压值时，如果没有并联滤波电容，那么测量结果则偏低，这便会对避雷器的绝缘电阻造成一定损害。

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