CN103743968B - 金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法 - Google Patents
金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，所述方法包括以下步骤：选择阀片并记录试验环境；记录试验前阀片的各项性能；确定施加多重雷电流的参数；记录对阀片施加多重雷电流冲击的试验过程；测量试验后阀片的各项性能；评价阀片耐受多重雷电流冲击的能力。本发明提出的金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法能模拟实际雷电流包括首次雷击电流、后续雷击电流、中间长时间雷击电流作用下避雷器的状况，试验方法切实可行。
Description
技术领域
本发明涉及金属氧化物避雷器试验技术，尤其是涉及一种金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法。
背景技术
避雷器是配电线路上大量采用的有效防雷措施，由于其安装数量多、分布范围广等原因，其寿命评估、试验方法、运维方案一直是国内外电力***运维、状态评价和资产管理面临的难题。国内外运行经验表明，雷击本身是造成配电线路避雷器故障最主要的原因，避雷器在实际雷电流冲击下的特性是其运行状态评估、试验方法、保护效果与配合方式等方面面临的关键问题。国内外雷电观测表明，70%以上的雷击为多重雷击，当前国内外线路避雷器试验标准中考虑多重雷击电流冲击耐受的试验方法和设备仅能进行单脉冲的模拟。例如，《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中对于强雷电密度区标称放电电流20kA的1～52kV避雷器，对试品采用4组（每组五次）8/20μs冲击电流波标称放电电流的冲击电流预备性试验与时间间隔为50～60s的30/80μs冲击电流波，40kA冲击电流3次对避雷器雷电流耐受能力进行试验；《DL/T815-2012交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》标准中对于带间隙避雷器，考虑多重雷击的能量时，在通过4/10μs冲击电流波的大电流冲击耐受的基础上，其比例单元（或电阻片）应能耐受2ms方波冲击电流18次，并根据不同的***标称电压规定了不同的方波冲击电流幅值。这些试验方法仅能进行单脉冲的模拟，多次重复试验的最小时间间隔为10s，远大于实际多重雷击的时间间隔，无法模拟实际多重雷击造成的电动力和热效应累积。由于冲击电流对氧化锌非线性电阻的影响具有累积效应，相隔时间为ms级甚至μs级的多重电流冲击显然要比单次电流冲击严酷得多，故一些已通过单次冲击电流试验的氧化锌过电压保护装置在实际使用中经常发生冲击老化破坏，达不到过电压保护的目的，甚至由自身故障造成***事故。
发明内容
为了克服现有试验方法的不足，本发明提供一种金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，该方法能够模拟实际多重雷电流对金属氧化物避雷器的影响，用以考核金属氧化物避雷器对多重雷电流的耐受能力。
本发明的技术解决方案如下：
一种金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，其特点在于该方法包括以下步骤：
①记录实验室环境的气压、温度、湿度，选择一批用于试验的金属氧化物避雷器的阀片；
②测量所述的阀片在标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压，记录阀片X射线衍射分析或红外光谱分析或超声波扫描分析的结果，记录阀片的外观照片；
③确定对所述的阀片施加多重雷电流冲击的首次雷击电流、后续雷击电流和中间长时间雷击电流的幅值、施加次数、顺序和时间间隔；
④按步骤③对所述的阀片施加多重雷电流冲击，记录阀片通过电流和阀片残压的幅值、波形、时间间隔，采用高速摄影仪或红外热像仪记录多重雷电流冲击阀片的过程；
⑤如对阀片停止多重雷电流冲击试验，则进入步骤⑥，否则再更换阀片重复步骤③～步骤④；
⑥采用《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中的方法，测量经过多重雷电流冲击试验的阀片在标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压，记录经过多重雷电流冲击试验的阀片X射线衍射分析或红外光谱分析或超声波扫描分析的结果；
⑦比较步骤②和步骤⑥的测量结果，当试验后阀片标称放电电流下的残压和在直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压的变化超过试验前阀片原参考电压的-2%～+5%的范围，或者阀片发生明显的外观损伤，则判定为阀片不合格。
所述的首次雷击电流的波形为10/350μs冲击电流波、8/20μs冲击电流波、4/10μs冲击电流波或30/80μs冲击电流波，所述的模拟后续雷击电流的波形只要求波头在0.25～4μs的冲击电流波，所述的模拟中间长时间雷击电流的波形采用持续时间小于10ms的方波。
与现有试验方法相比，本发明的有益效果在于：
本发明提出的金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法能模拟实际雷电流包括首次雷击电流、后续雷击电流、中间长时间雷击电流作用下避雷器的状况，试验方法切实可行。
附图说明
图1是金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法实施例流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明方法作详细说明，本实施例按本发明技术方案实施，给出了详细的实施方式和具体过程，但本发明的保护范围不限于此实施例。
实施例如图1，
本发明金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：记录实验室环境气压为102kPa，温度为25℃、湿度为9g/m3，选择20片用于10kV氧化锌线路避雷器的阀片，其8/20μs冲击电流波标称放电电流为5kA，直径为35mm，高度为30mm，2ms方波通流容量为150A。
步骤2：采用《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中的方法，测量阀片标称放电电流下的残压为10kV，直流参考电流为1mA时的直流参考电压为6kV，记录试验前阀片X射线衍射分析和超声波扫描分析的结果，记录阀片的外观照片。
步骤3：采用多重冲击电流发生器，确定施加多重雷电流冲击的各个分量的施加顺序为一次模拟首次雷击电流→一次模拟后续雷击电流→一次模拟中间长时间雷击电流→一次模拟后续雷击电流，模拟首次雷击电流波形为10/350μs冲击电流波，幅值为20kA，模拟后续雷击电流波形为1/10μs冲击电流波，幅值为10kA，模拟中间长时间雷击电流波形为5ms方波，幅值为500A，各冲击电流的时间间隔为35ms。
步骤4：对阀片施加多重雷电流冲击，记录阀片通过电流和阀片残压的幅值、波形、时间间隔，采用高速摄影仪或红外热像仪记录多重雷电流冲击阀片的过程。
步骤5：更换阀片重复进行步骤3～步骤4共20次后进行下一步骤。
步骤6：采用《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中的方法，测量经过多重雷电流冲击试验的阀片标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压，记录经过多重雷电流冲击试验的阀片X射线衍射分析或红外光谱分析或超声波扫描分析的结果。
步骤7：比较多重雷电流冲击试验前后阀片标称放电电流下的残压、直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压和阀片的外观特性，分析多重雷电流冲击对阀片的影响，评价阀片耐受多重雷电流冲击的能力。
所述步骤7中，采用《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中的方法，测量试验前后阀片标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压变化如果超过原参考电压的-2%或+5%，或者阀片发生明显的外观损伤，则认为阀片失效。
应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
①记录实验室环境的气压、温度、湿度，选择一批用于试验的金属氧化物避雷器的阀片；
②测量所述的阀片在标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压，记录阀片X射线衍射分析或红外光谱分析或超声波扫描分析的结果，记录阀片的外观照片；
③确定对所述的阀片施加多重雷电流冲击的首次雷击电流、后续雷击电流和中间长时间雷击电流的幅值、施加次数、顺序和时间间隔；
④按步骤③对所述的阀片施加多重雷电流冲击，记录阀片通过电流和阀片残压的幅值、波形、时间间隔，采用高速摄影仪或红外热像仪记录多重雷电流冲击阀片的过程；
⑤如对阀片停止多重雷电流冲击试验，则进入步骤⑥，否则再更换阀片重复步骤③～步骤④；
⑥采用《GB11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器》标准中的方法，测量经过多重雷电流冲击试验的阀片在标称放电电流下的残压和直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压，记录经过多重雷电流冲击试验的阀片X射线衍射分析或红外光谱分析或超声波扫描分析的结果；
⑦比较步骤②和步骤⑥的测量结果，当试验后阀片标称放电电流下的残压和在直流参考电流为1mA或2mA时的直流参考电压的变化超过试验前阀片原参考电压的-2％～+5％的范围，或者阀片发生明显的外观损伤，则判定为阀片不合格。
2.根据权利要求1所述的金属氧化物避雷器多重雷电流耐受试验方法，其特征在于所述的首次雷击电流的波形为10/350μs冲击电流波、8/20μs冲击电流波、4/10μs冲击电流波或30/80μs冲击电流波，所述的后续雷击电流的波形为只要求波头在0.25～4μs的冲击电流波，所述的中间长时间雷击电流的波形采用持续时间小于10ms的方波。
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