時間：2023-05-31 09:09:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇避雷器在線監測，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1避雷器在線監測技術發展歷程
電氣設備維修機制促進了避雷器在線監測技術的發展。電氣設備的維修發展經歷了事故后維修，定期維修和狀態維修三個階段。1950年以前，電氣設備并不存在主動維修，主要進行事故后維修。一旦設備損壞，就會造成大面積停電，難以保證電力系統安全穩定地運行。1960年開始，電氣設備開始采用定期維修的檢修方式。這種方式在現在依然廣泛應用于供電企業的設備維護中。具體來講，這種方式是使用定期檢測的方法，對設備的預防性試驗結果與《電氣設備預防性試驗規程》的標準進行比較，若有超標，即要安排維修和停電計劃。與事故后維修相比，定期檢修能夠大大減少事故的發生概率，同時由于設備經過了日常維護，檢修人員可以通過變電站值班員基本掌握變電站中設備運行狀態，避免具有巨大危害的重大惡性事故的發生。然而，定期檢修仍然具有一定局限性，主要表現在難以很好地把握維修的頻率和程度，缺乏經濟性。基于以上兩種方法的局限性，電力設備狀態維修機制開始發展。在狀態維修機制下，電氣設備維修主要采用了在線監測技術。在線監測技術是狀態維修的基礎和根據，同時狀態維修也促進了在線監測技術的迅速發展進步。早在1960年開始，發達國家已經開始著手分析系統可靠性與各部件的潛在故障之間的相關性，并基于此相關性提出狀態檢修計劃。這一發展階段持續了大概十年的時間，隨后，在電氣設備的帶電測量應用中，為測量以泄漏電流為主的部分絕緣參數，避雷器在線監測開始有所發展。但是在發展初期，由于本身構造不夠完善，面臨局限性較多，同時測試的結果達不到精度要求，很難在日常生產工作中得到有效利用。直到1980年開始，避雷器在線監測技術開始迅速發展。傳統的測量模式是模擬量測試，這種測試需要一并直接接入測試回路。在這一新的階段，科研人員開發出了多種帶電測試儀器，避雷器在線監測不再使用這種傳統模式，取而代之的是先進的數字化測量。數字化測量以傳感器為工具，將被測量轉換成電氣信號，這些電氣信號可以通過數字儀器直接測量。從此開始，電力企業的日常維護中采納了狀態監測檢修理論，避雷器在線監測在實際應用中獲得了成功。1990年前后，科研人員開始建立了微機多功能絕緣在線監測系統，這一系統指引了避雷器在線監測在今后的發展走向。系統主要包括兩個關鍵內容，首先是進行數字波形采集，其次對采集數據進行處理。這一在線監測系統具有很多進步，不僅可以在短時間內對很大數量級的信息進行處理，同時監測的項目較以前有了很大擴充，通過監測得到的參數能夠實時向變電站工作人員進行顯示，并具有越限報警功能。在后續工作中，參數可以實現有效的電子存儲和紙質保存。概括地講，微機多功能絕緣在線監測系統具有實時性、連續性、巡回性的特點，基本實現了自動化運行。
2避雷器在線監測的主要方法
避雷器在線監測，從研究方向來看可分為：泄漏電流監測法和介損法。
2.1泄漏電流監測法
泄漏電流監測的常用方法的有以下幾種：（1）總泄漏電流法總泄漏電流法做為最基本的一種方法，主要操作原理為將避雷器在線監測儀與避雷器低電壓側串聯起來，隨著發生過電壓事故或者雷電入侵時，電流也會順勢劇增波動。通過對原理的闡釋，不難看出這種方法雖然最原始、最簡單，也很大程度上降低了在線監測儀的成本，但無法準確捕捉信息，避雷器的運行狀態也變得不可捉摸，這樣的監測技術顯然已經不能適應時代的潮流。（2）阻性電流三次諧波法總電阻性電流信號通過濾波器實現濾波處理，得到簡化的三次諧波。根據前后兩個參數的比例關系，可求得阻性電流。因不需要參考電壓，所以監測比較方便。該方法忽略了電壓中諧波對結果的的影響，所以所得結果也有待商榷。避雷器生產工藝和材料導致濾波前后的參數有很大的誤差。所以使用的范圍較為局限，沒有可行性。（3）補償法測阻性電流補償法是指，測量中根據避雷器的等效電路對系統電壓信號進行抽取，利用抽取得到的電壓信號對總泄漏電流中的容性電流分量進行補償，進而測量得到阻性電流分量。避雷器閥片的劣化原因主要有兩點，首先是MOA閥片受潮，其次是金屬氧化物避雷器幾乎都不存在串聯間隙，導致少量泄漏電流通過閥片，促使老化進程加快。通過對阻性電流進行直接測量，可以相對精確地對劣化進行反映。
2.2介損法
介損法是對設備的絕緣狀態評判的主要標準，其特點是具有較好的抗干擾性和穩定，廣泛應用于電力行業。總結起來分為兩大類：（1）硬測量法西林電橋法是常見的硬件測量法，目前在各電網公司測量停電設備的電氣絕緣時常用這個方法。但其操作過程繁瑣，需要不斷地調整電容值和電阻值，對元件的要求比較多，增加了避雷器在線監測儀的設計難度，不滿足避雷器在線監測儀的要求。（2）諧波分析法諧波分析法，普遍運用在電力系統中做信號分析，任何復雜的波形都可以分解成頻率、振幅等參數不同的正弦分量，以便將問題簡化。在線監測儀本來就有體積小、功能完善的要求，采用諧波分析法不僅避免外界干擾而且滿足體積要求。傅里葉變換在分析時會造一些不必要的誤差，可以運用截斷函數減少頻譜泄漏引起的誤差。
3避雷器在線監測技術研究的意義
避雷器是變電站和輸電線路上處處可見的設備，避雷器的性能直接關系到電網運行的安全。隨著超高壓、特高壓電網的建設，對避雷器在性能和經濟性上有了更苛刻的要求。例如要想降低絕緣水平就需要提高避雷器的性能，以便于降低制作成本和運輸費用。因此滿足要求的電網保護設備應運而生，這些設備不僅需要大大降低絕緣水平，最重要的還需保證電氣性能的合理性。所以，避雷器對電力系統的穩定發展，特別是安全高效地運行，有特別重要的意義。多年的變電檢修工作經驗證明避雷器是電網必不可少的一份子。輸變電系統正常工作時，避雷器自身處于正常狀態。當輸變電系統遭遇雷電入侵或操作過電壓時，避雷器起到保護電力設備免遭過電壓沖擊的作用。避雷器是壽命是有限的，長期運行的避雷器，內部元件會出現老化現象，或者本體密封不嚴導致內部受潮，導致事故的可能性大大提升，甚至可能發生爆炸，造成大面積停電，產生嚴重的經濟損失，所以避雷器是輸變電系統中重要的一員。如果能對避雷器運行狀態進行遠程監測，顯示相關參數，反應運行狀態，就能第一時間排除隱患避免事故的發生，以保證電網安全可靠運行。相關技術在不斷更新，嵌入式發展迅速，計算機網絡技術也日新月異。同時國家一再提出支持智能電網的建設，研究和更新避雷器在線監測技術勢必會成為市場前景廣闊而且能創造出巨大經濟價值的新課題，值得不斷地進行深入研究。
參考文獻
[1]任俊偉.淺析電氣設備在線監測和故障診斷[J].科技致富向導，2013：9-10.
[2]林福昌.高電壓工程[M].北京：中國電力出版社，2006.
【關鍵詞】氧化鋅避雷器；分布式；無線傳輸；在線監測；傳感器
0.引言
氧化鋅避雷器是電力設備的重要保護元件，其安全可靠運行才能保證電力系統的安全。在實際運行中，避雷器的老化/損壞有一個累積的過程。通過利用避雷器在線監測系統實時監測其阻性電流等特征值變化趨勢的方式，可以全面反映其是否出現老化、受潮及內部放電等情況，并實時診斷避雷器的運行工況，以便及時采取相應措施。在線監測使對避雷器的檢修維護更有針對性，達到提高氧化鋅避雷器運行可靠性的目的。電力系統中的氧化鋅避雷器數量多、分布廣，為滿足不同監測環境的需要，筆者設計出無線分布式氧化鋅避雷器在線監測系統。
1.系統總觀
無線分布式氧化鋅避雷器在線監測系統，如圖1所示，由安裝在設備運行現場的分布式測量終端（電流單元）、PT信號采集單元（電壓單元）、同步采集控制單元（本地單元）和變電站主控室的工作站及網關構成。
圖1 無線分布式氧化鋅避雷器在線監測系統示意圖
所有測量終端的結構相同，對每組被監測氧化鋅避雷器（A、B、C三相）配置一臺測量終端，負責對信號的采集和提取，得到被監測的電氣量，由無線通訊網絡將各監測數據發送至主控室的網關。工作站負責對站內各測量終端的控制以及數據的保存和處理。網關負責收集測量終端的數據以及數據通信，也可以就地分析、顯示。
本系統硬件采用浮點采集技術，快速采集動態范圍大的電流信號，真實有效地反映氧化鋅避雷器正常運行時的阻性基波電流及3、5、7、9次諧波電流。軟件上采用數字信號處理技術及專家分析系統，可有效地濾除干擾，真實反映氧化鋅避雷器的運行狀態。
本系統與被監測氧化鋅避雷器的一次回路無直接電氣連接，不影響安全運行，結構簡單，便于施工和維護。
本系統顯示及上傳的參數包括電壓有效值；全電流峰值；阻性電流正峰值、負峰值及1、3、5、7、9次諧波有效值；動作電流峰值及次數；功耗值。其技術指標為：電流測量0～800mA、分辨率0.01mA、準確度±1%；沖擊電流測量200A～20kA、分辨率5A、準確度±10%；電壓測量30V～100V（PT二次側）、分辨率0.1V、準確度±0.5%。
2.阻性電流的提取
測量氧化鋅避雷器的泄漏電流和阻性電流作為監測氧化鋅避雷器質量狀況的一種重要手段。其典型的測量方法如圖2所示（以一相為例）。
測量電壓信號和氧化鋅避雷器的全電流信號，并通過數學處理和計算，即可求出阻性電流和其它特征參數。
氧化鋅避雷器的等效電路由非線性電阻R和電容C并聯組成。其中Ix為總泄漏電流，Ir為阻性電流，Ic為容性電流。
一般認為僅占總泄漏電流10%～20%的阻性電流的增加是引起氧化鋅避雷器劣化的主要因素，所以從總泄漏電流中準確提取其阻性電流是判斷氧化鋅避雷器運行狀況的關鍵。
由采樣得到的電壓和全電流信號，應用傅立葉變換（FFT）轉換到頻域進行分解，可分別得到氧化鋅避雷器的阻性電流Ir和容性電流Ic的各次諧波分量，經相應的數據處理后，再返回時域合成得到總泄漏電流Ix和容性電流Ic。
圖2 測量原理示意圖
然而，現場采集得到的全電流Ix受相間雜散電容的影響主要反映在全電流的容性分量中，其表達式為
式中，C11為被測相氧化鋅避雷器的對地電容；C12、C13為相間雜散電容；u1為被測相氧化鋅避雷器的電壓；u2、u3為鄰相氧化鋅避雷器電壓。
由于系統的三相電壓的對稱性，因而由電壓u1得到的采樣信號可依次得到u2、u3，以及時頻域轉換后的容性電流Ic。利用海森矩陣可計算得到C11、C12和C13的值，然后由雅克比矩陣重新計算容性電流Ic。
實際測量表明，氧化鋅避雷器的阻性電流可用指數波Ae-gt2（其中A是指數波的幅值，g是與指數波的形狀有關的參數）進行曲線擬合。考慮到阻性電流的正、負半波幅值可能不等，故采用分段指數波擬合MOA的阻性電流，其表達式為：
式中，A1為阻性電流的正峰值；A2為阻性電流的負峰值。
利用處理過的時域信號Ix、消除相間雜散電容后的Ic和擬合曲線Ir，可采用最小二乘法優化求取Ir的未知參數A和g。最小二乘法的優化原理為：
采用固定步長多次搜索優化各個變量，直到誤差ε滿足工程計算的精度要求，從而根據最終的計算結果就可得到氧化鋅避雷器的阻性電流。
3.測量終端
測量終端由傳感器、信號調理及信號采集三部分組成，有定時啟動和上位機查詢啟動兩種方式，如圖3所示。
圖3測量終端示意圖
3.1 傳感器
傳感器是在線監測系統的關鍵部件，它將直接影響系統的精度、安全和可靠性。
氧化鋅避雷器泄漏電流傳感器和沖擊電流傳感器采用高導磁合金材料作為鐵芯，一次端為穿芯結構，采用電磁感應原理耦合取得小電流信號，外加抗電場及磁場的鐵磁材料屏蔽制成。可安裝在氧化鋅避雷器接地端。傳感器的信號就地放大及補償，然后送入下一單元。
本系統的傳感器均與電站的二次接線無直接的電氣聯系。
3.2 信號調理及采樣
小電流傳感器將電流信號轉換為電壓信號，經程控放大后接至A/D。由于被監測的電流信號動態范圍較大，所有模塊的電流采樣均采用浮點放大技術，即程控放大倍數由硬件自動控制，信號較小時，程控放大倍數自動變大，信號較大時，程控放大倍數自動變小。對電流波形的正確記錄和對電流測量的足夠精度，是氧化鋅避雷器在線監測的基礎，而浮點放大技術可以有效的滿足這種要求。起技術指標為：1/4/16/64/256級程控增益，測量范圍-5V～+5V， 采樣速率200k，分辨率12Bit，時間長度為40ms。
測量終端設置同步數據采集通道。由于同一區域內所有終端的采集程序完全相同，所以可以確保采集的同步性。從工作流程上保證了局部區域內所有模塊的同步采集和每個模塊所有參量的同步采集。
溫濕度傳感器將溫濕度信號轉換為電流信號，經精密電阻后變為電壓信號，由專用A/D采樣。該A/D具有1/2/4/8/16/32/64/128級程控增益，可自動校準零漂和增益誤差，具有可編程數字低通濾波器，測量范圍0～2.5V（DC）， 分辨率24Bit，是理想的溫濕度測量芯片。壓力和溫濕度數據最大可存儲1000組數據。
3.3 工作方式
測量終端有定時采集和查詢采集二種工作方式。定時采集和查詢采集方式均可通過控制室網關（相當于一臺工控機）設置。通常可設置成定時采集方式（如每小時測試一次），采集到的數據可以繪制成趨勢圖，便于直觀顯示變化趨勢。如果對某一相避雷器的數據有疑問時，可隨時起用查詢方式，喚醒測量終端以獲得及時在線數據作進一步的分析判斷。定時采集的時間間隔可由工作站或遠方計算機整定。測量終端配置有時鐘芯片，所有的避雷器測試數據都將有時間標簽。平時，測量終端處于待機狀態，定時時間到后啟動數據采集，記錄40ms電流信號及PT電壓基準信號，記錄完成后向網關發出申請，網關響應后將數據傳給網關。
3.4 電源模塊
測量終端可選配高容量鋰電池或太陽能電池。亦可采用直接取電的方法，即考慮到避雷器由氧化鋅電阻片串聯組成，正常運行狀態下其泄漏電流在200μA左右，如果在避雷器上串聯一檢測電阻片，可從電阻片兩側取電壓，經整流穩壓為檢測電路提供電源。
3.5 處理器
從低功耗的角度考慮，處理器可選用LM3S1138芯片，該芯片采用Cortex-M3內核設計，在兼顧性能和功耗方面有獨特的優勢。當處于深度休眠狀態時，其功耗為0.8mW左右，并且能夠通過外部中斷信號將其從休眠狀態中喚醒。
3.6 安全及可靠性
所有電子元器件和集成芯片均采用工業級（-10°C～70°C），傳感器信號線采用屏蔽線引入，測量終端外殼采用具有磁場屏蔽和電場屏蔽性能的合金外殼，并采取防雨水的密封措施。測量終端的信號輸入端并聯雙向二極管和壓敏電阻以保護測量回路。需經地下敷設的信號線采用金屬水管保護以防止被蟲鼠啃咬。
3.7 盤表電壓信號采集單元
盤表電壓信號采集單元專門負責三相基準電壓信號的隔離、放大、電壓/電流變換等。整個系統只需要一個單元。安裝在控制室內。其作用是為傅立葉變換提供相位基準。設計、安裝時要充分考慮系統安全，設置隔離、短路保護回路，確保二次回路安全可靠。
4.數據處理
系統軟件運行在網關上，負責控制測量終端并收集數據進行數據計算分析及管理，顯示數據波形，輸出診斷結果。系統軟件擬采用分層結構設計，方便設計與維護。特征值數據計算模塊采用外掛的形式，由診斷算法管理模塊管理，系統可方便擴展，如圖4所示。
圖4 軟件體系框圖
工作站將對數據處理的結果對應于時間標簽建立數據庫。對采集到的電流與基準電壓信號進行傅立葉變換，分解出1、3、5、7、9次諧波分量，繪出各參數的變化趨勢。分析數據時，首先判斷阻性電流是否增大，然后判斷是基波增大（說明由受潮引起的故障）還是諧波增大（說明由劣化引起的故障），進而判斷避雷器的故障類型，從而采取不同的處理方法。
相關判據包括：
1）氧化鋅避雷器測試結果的分析以歷史數據縱向變化趨勢為依據，不刻意追求測試值的絕對大小。
2）氧化鋅避雷器的阻性電流值在正常情況下約占全電流的10%～20%。如果測試值在此范圍內，一般可判定此氧化鋅避雷器運行良好。
3）氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的25%～40%時，須增加檢測頻度，密切關注其變化趨勢，并做數據分析判斷。
4）氧化鋅避雷器的阻性電流值占全電流的40%以上時，則考慮退出運行，進一步分析故障原因。
5）如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長，且其中基波的增長幅度較大，而諧波的增長不明顯，則一般可確定為氧化鋅避雷器污穢嚴重或內部受潮。
6）如果阻性電流占全電流的百分比明顯增長，且其中諧波的增長幅度較大，而基波的增長不明顯，則一般可確定為氧化鋅避雷器老化。
5.無線傳輸
微功率近距離無線通信技術是超大規模集成電路技術和數字信號處理技術發展的產物。微功率近距離無線通信主要是依靠射頻收發芯片來實現，單片射頻收發芯片加上少量的器件就能夠構成一個近距離無線收發系統。現有的射頻收發芯片內部已經集成了簡單的數據傳輸協議，能夠滿足一般無線通信系統的要求。此外該類芯片無需用戶對芯片底層有很深入的了解，只需要按照用戶開發手冊對芯片的相關寄存器進行讀寫就可以實現無線數據傳輸。
例如，可采用ChipCon公司設計的CC1100芯片，該芯片是一種單片的UHF收發器，專為低功耗無線應用而設計的。處于休眠狀態時整個芯片消耗的電流為900nA。CC1100芯片還具有電磁波喚醒功能，能夠通過接收適當的電磁波信號將自身從休眠狀態喚醒，同時還會在GD0引腳產生一個脈沖信號，利用該脈沖信號能將LM3S1138從休眠狀態喚醒。
防沖突功能是基于分時發送來實現的，數據采集端的分時發送功能主要依靠自身的地址編號電路來實現。
數據采集端和數據接收端采用相同的無線傳輸模塊。
6.影響因素
6.1信號取樣
氧化鋅避雷器的接地線一般不允許斷開，信號大多是在計數器的兩端取樣，當計數器位置較高時，如圖5所示。電流傳感器的上端接線需要人工攀爬，危險性很高，給測量帶來很大不便。
6.2 同步測量誤差
電壓信號和電流信號沒有同時測量，會給相位角差帶來很大誤差，氧化鋅避雷器的很多參量計算都是依靠相位角差，遠距離、精準同步測量是測試要求的重點。
7.現場應用
7.1 變電站
傳輸信號應采用硬件處理方式，經過時間可預測、穩定不變的硬件通道，才能保證測量精度。
圖5 計數器位置較高的MOA測量示意圖
采用合理的技術方案，本系統具備三種可選擇的無線通訊方式400米、800米、3公里，分別對應的技術指標為400米內可進行介損帶電測試、800米和3公里內可進行避雷器帶電測試，800米和3公里的差異在于選擇不同的發射單元和天線。一般的應用場合是500kV變電站內可以選擇800m工作方式，變電站周邊3km范圍內的線路避雷器和電纜出線處的避雷器進行帶電測試。
7.2 線路
現場環境非常復雜，PT端子和氧化鋅避雷器之間的狀況千變萬化，長距離的現場布線受到的干擾非常嚴重，也具有危險性。對于線路避雷器而言，采用有線測量的方式根本不可能，只能采用無線傳輸模式，而無線傳輸的距離受環境的制約非常明顯，因此，穩定可靠的長距離無線測量方式，對于現場試驗而言，具有重大意義。
經過多年的摸索和反復的現場試驗，解決了上述問題。主要采用的方式有：
1）在相同的發射功率下，距離與頻段成反比，系統設計之初就考慮采用低頻的公用頻段。
2）發射功率增強，傳輸距離也會增加，從電路板的設計到天線的制作，嚴格按照阻抗匹配的原則，將發射功率完全耦合到天線，有效增加傳輸能量，提高通信的距離。
3）采用先進的無線測量儀表，匹配器件參數，提高接收機的靈敏度。相同環境下，接收機靈敏度提高，也會增加通信距離。
無線帶電測試的原理如圖6所示。
針對線路避雷器的具體特點，有如下兩種接線方式可供參考選擇：
電流傳感器直接安裝在計數器下端，二次側信號接入端盡量靠近儀器測量端，如圖7所示。
電流傳感器為無源穿芯傳感器，傳感器二次側的信號通過屏蔽線引入到線路桿塔的中下部位的金屬盒子中，測試時直接將金屬盒子中二次側取樣信號送入儀器，減少攀爬接線的工作量。
圖6 遠距離無線通信測量方式
圖7 電流傳感器安裝方式
從計數器的上端直接引線下來，接入到桿塔中下部的金屬盒子中，如圖8所示.
圖8 引線測量方式
測量時將儀器測量線接到絕緣引線，工作量很小，成本也非常少，但要考慮絕緣性能，同時絕緣引線可能會有較強的感應電壓，下端不能太低，以防人誤碰觸。
第二種方案方便易用，通用性也很強。目前絕緣強度較高的線也容易買到，只要注意引線下端離地面高度就可以了。唯一需要驗證的是這種方法是否符合目前系統的安全運行規定。
7.3 監測目標
7.3.1 串聯空氣間隙避雷器的監測
串聯空氣間隙避雷器因平時沒有泄漏電流，所以無法開展阻性電流的監測，一般是通過監測避雷器動作電流峰值和動作次數。國標《交流無間隙金屬氧化物避雷器GB11032-2000》中規定：試品應能耐受20次峰值等于避雷器標稱額定放電電流而波形為8/20的雷電沖擊電流試驗。因此氧化鋅避雷器運行中如果超過額定通流容量的次數超過20次，其次數已超過國家標準要求，設備性能和運行狀態需進行認真評估。
針對線路避雷器，設計了穿芯式的沖擊電流傳感器和在線監測單元，可實時記錄線路避雷器動作電流峰值和動作次數，并通過GPRS將數據傳回后臺系統。
7.3.2 動作電流和泄漏電流的監測
在變電站周圍3km范圍內，針對無間隙的避雷器可開展動作電流和泄漏電流的在線監測。泄漏電流的監測和帶電測試的原理基本相同，只是傳感器和監測單元安裝在現場。動作電流的監測和間隙避雷器的動作電流監測方式一致。
8.結語
無線分布式氧化鋅避雷器在線監測系統是電力設備在線監測技術發展的必然產物。經現場運行，該系統具有實用、靈活、可靠等特點，可擴展性強，適于智能電網發展的需要。
參考文獻
[1] 強建軍， 黃新波， 章云. 基于GPRS網絡的金屬氧化物避雷器在線監測系統設計.電瓷避雷器， 2009，6：40～43
[2] Yuan Wu， Jianjun Qiang， Xinbo Huang. Design of a Remote-Monitoring System ofMOA Based on GPRS. The Ninth International Conference on ElectronicMeasurement & Instruments. Beijing： North China Electric Power University，2009.675～679
[3] 劉崗. 基于DSP的無線多通道MOA在線監測裝置研究：[碩士學位論文].西安：西安理工大學圖書館，2008.
[4] 李喜平. 基于GPRS的氧化鋅避雷器遠程監測系統：[碩士學位論文].哈爾濱：哈爾濱理工大學圖書館， 2009.
[5] 謝碧海， 周井生. 一種在線測量MOA阻性電流的新方法.高電壓技術， 2005，31（8）： 77～78
[6] 王葉坤. 一種新型分布式氧化鋅避雷器在線監測系統的研究：[碩士學位論文].廣西：廣西大學圖書館， 2008.
[7] Chandana Karawita， M. R. Raghuveer. Onsite MOSA Condition Assessment-A NewApproach. IEEE Transactions on Power Delivery， 2006， 21（3）： 1273～1277
[8] Haibao Mu， Yixin Guo， Ming Dong et al. On-line Monitoring Technology for MOA on HV Transmission Line. 2008 International Conference on Condition Monitoringand Diagnosis.Beijing： North China Electric Power University， 2008.21～24
[9] Tong Zhao， Qingmin Li， Jiali Qian. Investigation on Digital Algorithm for On-LineMonitoring and Diagnostics of Metal Oxide Surge Arrester Based on an Accurate Model. IEEE Transactions on Power Delivery， 2005， 20（2）： 751～756
[10] Hanxin Zhu， M.R.Raghuveer. Influence of Representation Model and VoltageHarmonics on Metal Oxide Surge Arrester Diagnostics. IEEE Transactions on Power Delivery， 2001， 16（4）： 599～603
[11] 王雪， 莫娟， 張冠軍等. MOA新在線檢測系統及其仿真研究.高電壓技術， 2003，29（7）： 37～39
[12] 孫浩. 便攜式MOA泄漏電流在線監測裝置的研究：[碩士學位論文].北京：華北電力大學圖書館， 2002.
關鍵詞：氧化鋅避雷器；帶電測量；阻性電流分量
中圖分類號：G3文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2011）04-0297-03
引言
氧化鋅避雷器因其優越的過電壓保護特性而逐步取代了老式的閥式避雷器，在電力系統中得到廣泛應用。但氧化鋅避雷器閥片老化以及經受熱和沖擊破壞會引起故障，嚴重時可能會導致爆炸，避雷器擊穿還會導致變電站母線短路，影響系統安全運行。因此，必須對運行中的氧化鋅避雷器進行嚴格有效的檢測和定期預防性試驗，開展氧化鋅避雷器在線監測。由于氧化鋅避雷器預試（特別是主變三側避雷器）必須停運主設備，會影響設備的運行可靠性，而且有時受運行方式的限制無法停運主設備，導致避雷器不能按時預試。因此，氧化鋅避雷器的帶電測試與在線監測顯得尤為重要。
一、氧化鋅避雷器的工作原理
氧化鋅ZnO避雷器是20世紀70年展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關電壓（叫壓敏電阻），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當于絕緣狀態，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當于短路狀態。然而壓敏電阻被擊狀態，是可以恢復的；當高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復了高阻狀態。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電源線上的電壓控制在安全范圍內，從而保護了電器設備的安全。
二、氧化鋅避雷器帶電測試的理論依據
1.氧化鋅避雷器帶電測試的重要性
氧化鋅避雷器在運行中由于其閥片老化、受潮等原因，容易引起故障，這將導致主設備得不到保護，嚴重時可能發生爆炸，影響系統的安全運行。而氧化鋅避雷器預試必須停運主設備，會影響設備的運行可靠性，而且有時受運行方式的限制無法停運主設備，導致避雷器不能按時預試。因此，氧化鋅避雷器的帶電測試與在線監測顯得尤為重要。
2.氧化鋅避雷器帶電測試的目的
利用氧化鋅避雷器的帶電測量，測得避雷器阻性電流與總泄露電流的比值，即氧化鋅避雷器的阻性電流分量，來判斷避雷器的受潮及老化狀況。因氧化鋅避雷器在閥片老化以及經受熱和沖擊破壞以及內部受潮時，氧化鋅避雷器的有功損耗加劇，也即避雷器泄露電流中的阻性電流分量會明顯增大，從而在氧化鋅避雷器內部產生熱量，使得氧化鋅避雷器閥片進一步老化，產生惡性循環，破壞氧化鋅避雷器內部穩定性。通過氧化性避雷器帶電測量有功分量，及時發現有問題的氧化鋅避雷器，將設備故障杜絕在萌芽狀態。
3.影響氧化鋅避雷器帶電測試因素
影響氧化鋅避雷器帶電測試的因素很多，主要有間隔內相間干擾、測試方法、表面污穢等因素。而表面污穢可以在現場通過對氧化鋅避雷器的表面清潔處理得到解決，這里主要排除間隔內相間干擾、測試方法對測量帶來的影響。
三、氧化鋅避雷器帶電測試
1.測試方法的選擇
氧化鋅避雷器在線檢測試驗中，采用了ZD1試驗儀器，該儀器具備三種功能，分別是：二次電壓參考法、感應法和諧波分析法，其中諧波分析法在實際試驗中極少使用。感應板法因操作安全，方便，快速，經常被采用，但是這種測試方法受電場干擾影響大，且感應板所取信號受感應板位置的影響也很大，所以試驗數據波動性大。二次電壓法需要從與避雷器相應的PT二次取參考電壓，這一試驗方法需要其他班組成員的配合，用該試驗方法獲得的數據很穩定，且于避雷器停運時的數據有可比性，所以，應該成為氧化鋅避雷器在線檢測的最主要方法。
以下為感應板法和二次電壓法進行比較的數據（注：比較數據為投運前對避雷器工頻參考電壓下測量的數據）：
通過上表的比較可以發現，二次電壓法測得的數據更準確,而感應板法的數據偏大,且A、C兩相的誤差比較大。
2.氧化鋅避雷器帶電測試的角度校正
一般三相氧化鋅避雷器排列呈一字型，運行中的三相氧化鋅避雷器，通過雜散電容相互作用，使兩邊相避雷器底部總泄漏電流發生相位變化，由于間隔內相間干擾使被測相氧化鋅避雷器的泄漏電流發生變化，會引起被測相氧化鋅避雷器電壓基波與總電流基波φU-Ix 發生變化,氧化鋅避雷器在持續運行電壓下正常運行,因為IR/ IX小于等于25%,故φU-Ix 為80°～85°，φU-Ix如果偏離，則所測參數便偏離真實值，給測量帶來誤差。A,B,C（邊，中，邊）三相氧化鋅避雷器一字形排列，運行時的電流和電壓向量（見圖1），A,C兩相相對B相的作用是對稱的，相互抵消。因此，在測量B相氧化鋅避雷器時，電流探頭從B相氧化鋅避雷器泄漏電流監測儀取總電流IX信號，電壓探頭與B相PT二次繞組聯接，即可進行測量。
測量A相氧化鋅避雷器時,由于B相氧化鋅避雷器對A相氧化鋅避雷器的作用，可以考慮測試前輸入一個校正角度φ0，使測試時的φU-Ix 接近真實值。首先電壓取A相PT二次信號，電流取C相 氧化鋅避雷器電流信號，測φU-Ix記為φC ,然后電流取A相氧化鋅避雷器電流信號，測出φU-Ix記為φA ,此時一切讀數均為氧化鋅避雷器未校正的讀數，IA與IC的夾角為120°，B相對C相的影響和B 相對A相的影響是對稱的，故φOC=-φOA （見圖1），得：
校正角φOA=（φC-φA -120°）/2
采用角度校正前后的試驗數據比較如下：
根據江蘇省電力公司《江蘇省電力設備交接和預防性試驗規程》“若測量的組性電流與初始值比較有比較明顯的變化時，應加強監測，當阻性電流增加1倍時，應停電檢查。”“泄露電流有功分量測量值應小于等于全電流的25%”，未引入角度校正的數據中，出線1的C相已經接近臨界值，而出線2的C相則已經超標，而出線1的A相與出線2的A相都明顯偏小，與對應數據相差比較大，兩組氧化鋅避雷器一組需要加強監測，一組需要停運檢查。引入角度校正的數據則表明兩組氧化鋅避雷器運行狀況良好。
結論
對氧化鋅避雷器帶電測量時，采用二次電壓法、引入角度校正，能有效的對氧化鋅避雷器運行狀況提供準確的依據，特別是IR/IX接近標準的臨界狀態時，能確定該氧化鋅避雷器是否可以繼續使用，避免對氧化鋅避雷器狀況的誤判斷。用上述方法進行氧化鋅避雷器帶電測量時，所需要攜帶的設備繁多，若能將設備進行簡化，則更具有現場使用價值。
參考文獻：
關鍵詞： 避雷器 特性 應用 問題分析 技術措施
中圖分類號：TU895文獻標識碼： A
1. 避雷器應用中的問題探討
1.1避雷器自身過電壓防護問題
避雷器是過電壓保護電器，它們是犧牲品。其自身也同樣存在過
電壓防護問題。對于能量有限的過電壓，如雷電過電壓和操作過電壓，避雷器泄流能起限壓保護作用；對能量無限（有補充能源）的過電壓，如暫態過電壓（工頻過電壓和諧振過電壓的總稱），其頻率或為工頻，或為工頻的整數倍或分數倍，與工頻電源頻率總有合拍的時候，如因某些原因而激發暫態過電壓，工頻電源能自動補充過電壓能量，即使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或只弱衰減，暫態過電壓如果進入避雷器保護動作區，勢必長時反復動作直至熱崩潰，避雷器損壞爆炸。在魯寧輸油管線齊河泵站，曾因6KV手車柜FCD老式避雷器在幾次連續性的弧光間隙過電壓的摧殘下熱崩潰損壞爆炸，連帶造成6KV開關室停電，影響正常輸油式多天。因此暫態過電壓對避雷器有致命危害。如果已將全部暫態過電壓限定在保護死區內不受其危害的避雷器，稱之為暫態過電壓承受能力強，反之稱暫態過電壓承受能力差。碳化硅避雷器暫態過電壓承受能力強，但由于運行中動作特性穩定性差，常因沖擊放電電壓（保護動作區起始電壓）值下降，仍可能遭受暫態過電壓危害。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點電壓（可近似地把參考電壓當作拐點電壓）偏低，僅2.21～2.56Uxg（最大相電壓），而有些暫態過電壓最大值達2.5～3.5Uxg，故有暫態過電壓承受能差的缺點。對暫態過電壓危害有效防護辦法是加結構性能穩定的串聯間隙將全部暫態過電壓限定在保護死區內，使避雷器免受其危害。串聯間隙氧化鋅避雷器有此獨具優點。
1.2避雷器自身對電力系統的不安全影響
保護間隙和管型避雷器在間隙擊穿后，保護回路再也沒有限流元件，保護動作都要造成接地故障或相間短路故障，保護作用增多電力系統故障率，影響電力系統的正常、安全、穩定運行。應用氧化鋅避雷器，從根本上避免保護作用產生接地故障或相間短路故障，且不用自動重合閘裝置就能減少線路雷害停電事故。
1.3避雷器其連續雷電沖擊保護能力
有時高壓電力裝置可能遭受連續雷電沖擊，連續雷電沖擊是指兩次雷電入侵波間隔時間僅數百μs（微秒）至數千μs，間隔時間極短。碳化硅避雷器保護動作既泄放雷電流也泄放工頻續流，切斷續流時耗最大達10000μs，一次保護循環時間要遠大于10000μs才能恢復到可進行再次動作能力，故碳化硅避雷器沒有連續雷電沖擊保護能力。氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流，雷電流泄放（小于100μs）完畢，立即恢復到可進行再次動作能力，故氧化鋅避雷器具有連續雷電沖擊保護能力，這對于多雷區或雷電活動特殊強烈地區的防雷保護尤為重要。
1.4工頻能源的浪費
只關注防雷器件泄放雷電流的限（降）壓保護作用，輕視或忽視有些器件同時泄放工頻電流浪費能源作用，是偏面的思維方式。保護間隙或管型避雷器保護動作可能伴隨短路電流（幾kA至幾十kA）對地放電，碳化硅避雷器保護動作有工頻續流（避雷器FS型為50A，FZ型為80A，FCD型為250A對地放電，而造成能源浪費，使用氧化鋅避雷器可徹底避免保護作用帶來的工頻能源浪費。
2.避雷器保護特性
2.1避雷器的保護特性參數
各種型號的避雷器在同用途同電壓級時，其雷電殘壓參數相同或接近，這是因為各生產廠都是按國標規定決定殘壓值的。有人認為既然雷電殘壓值一樣，它們的保護作用和效果也應是一樣的，隨意選用哪種型號都可以。這是一種偏見，因為除雷電殘壓外，還有其它保護參數，如工頻放電電壓值，沖擊放電電壓值，是考察避雷器暫態過電壓承受能力，保證其長期正常運行的參數；又如是否有雷電陡波殘壓值，是標示避雷器防雷保護功能完全的重要參數。綜合來看，只有串聯間隙氧化鋅避雷器齊備上述保護特性參數，也就是說它有齊全的防護功能。
2.2避雷器動作特性運行穩定性
碳化硅避雷器保護動作要泄放雷電流和工頻續流，動作負載重，經計算每次動作泄放雷電流為0.04～0.07 C（庫侖）電荷量，工頻續流為0.5～2.5 C電荷量，后者與前者相比一般為11～17倍，且其間隙數量多、隙距小，常因動作負載重使部分間隙燒毛燒損，另外瓷套外殼臟污潮濕也會影響內間隙電容分布，這些都可能使部分間隙失效而降低沖擊放電電壓值，即動作特性穩定性轉差，可能增加保護動作頻度，或遭受暫態過電壓危害，而加速損壞。串聯間隙氧化鋅避雷器保護動作只泄放雷電流而無續流，動作負載輕，間隙不需具有滅弧及切斷續流能力，故間隙數量少，3～10kV避雷器僅一個間隙，35kV避雷器為3個間隙串聯，間隙的工頻放電電壓值與碳化硅避雷器相同，符合國標GB7327之規定，動作特性可保持長期運行穩定。
2.3串聯間隙氧化鋅避雷器
碳化硅避雷器因其間隙結構（隙距小，數量多）帶來一些缺點：如沒有雷電陡波保護功能；沒有連續雷電沖擊保護能力；動作特性穩定差可能遭受暫態過電壓危害；動作負載重壽命短等。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點電壓較低，有暫態過電壓承受能力差，損壞爆炸率高和壽命短等缺點。
串聯間隙氧化鋅避雷器既有間隙又用ZnO（氧化鋅）閥片，其間隙結構不同于碳化硅避雷器，因其間隙數量少，當過電壓達到沖擊放電電壓時間隙無時延擊穿，同時因隙距大動作特性穩定，故它可避免碳化硅避雷器間隙帶來的一切缺點。串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態過電壓限定在保護死區內免受其危害，故它可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點電壓偏低帶來一切缺點。串聯間隙氧化鋅避雷器兼有前兩種避雷器保護性能優點，而避免它們的缺點。
2.4避雷器運行工況監測
避雷器失效的主要特征是泄漏電流增大，運行中不易發現，有可能長時帶病運行，以致擴大事故，故有必要監察其運行工況。碳化硅避雷缺乏監測手段，靠每年定期普遍測試篩選淘汰；（對氧化鋅避雷器的春秋檢，國標也規定了在與出廠值進行對比，查一下GB50150，試驗規范怎么說的）這樣作事倍功半，還不能隨時剔除失效品。氧化鋅避雷器可附帶脫離器，當其失效損壞時，脫離器自動動作（30mA時不大于8min）退出運行，以免造成更大損失和事故，提高運行安全可靠性。在線監測這對運行管理是至關重要的安全手段。
3.避雷器應用
3.1避雷器外形尺寸對選用的影響
制造避雷器均按戶內外兩用條件決定其瓷套絕緣強度，其外形尺寸與閥片材料有關。當其用于架空線路或戶外變配電設備時，因其相間距大，避雷器外形尺寸不會帶來不良影響。戶內手車式開關柜因其體積尺寸較小，避雷器外形尺寸大時會帶來不良影響。碳化硅避雷器的SiC（碳化硅）閥片其單位通流容量僅為ZnO閥片的1/4，在相同通流能力5kA條件下，SiC閥片直徑較大，避雷器外徑也大；在相同額定電壓和殘壓條件下，碳化硅避雷器高度比氧化鋅避雷器大。尤以35kV級的更為顯著。如JYN1－35型手車柜的112方案（電氣設計標準圖集編號），原用FYZ1－35型無間隙氧化鋅避雷器，高僅650mm，裝在柜后部隔室內簡易手車上，上部有隔離插頭，因該產品已停產，有的工程設計單位堅持改用FZ3－35型碳化硅避雷器，高 1500mm，隔室高度不夠，只得將母線室與隔室間隔板取消，避雷器直接與主母線相聯，這樣避雷器的測試或更換必需在整段主母線斷電下進行，運行維護困難，而避雷器外徑較大，相間空氣凈距不夠，加裝的相間絕緣隔板，有老化受潮絕緣事故隱患。
氧化鋅避雷器外徑和高度相對較小，35kV級還可作成懸掛式，如Y5CZz－42/110L型串聯間隙氧化鋅避雷器，高度僅640mm。小型化避雷器更有利于手車柜內安裝使用。
3.2避雷器性能價格比對選用的影響
無間隙氧化鋅避雷器的閥片運行中長期承受電網電壓，工作條件嚴酷，產品制造時要對閥片嚴格測試篩選，合格率低成本高，故價格也高；因它有暫態過電壓承受能力差的致命弱點，不適于在我國3～35kV電網中推廣使用。串聯間隙氧化鋅避雷器因有間隙，大大改善閥片長期工作條件，產品制造時對閥片測試篩選要求相對低些，合格率高成本低，價格也就便宜，串聯間隙氧化鋅避雷器價格比無間隙氧化鋅避雷器普遍便宜，有時也比碳化硅避雷器（如3～10kV的FZ型）便宜，同時它對其他防雷器件都有揚長避短作用，實為當代最先進防雷電器，具有高的性能價格比，是避雷器更新換代的普及和推廣產品。
3.3避雷器使用壽命問題對選用的影響
避雷器使用壽命與許多因素有關，除制造質量，密封失效受潮及其他外界因素外，避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關鍵因素。碳化硅避雷器因其動作和負載重，續流大，動作特性穩定差，可能遭受暫態過電壓危害等原因，加速閥片老化，壽命不長，一般7～10年，甚至有僅3～5年的。無間隙氧化鋅避雷器的閥片長期承受電網電壓，工作條件嚴酷，拐點電壓低，動作頻度大，還可能遭受暫態過電壓危害，溫度熱損傷等原因，迅速加快閥片老化，壽命較短，有的比碳化硅避雷器還短。
串聯間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過電壓保護動作過程承受高電壓，時間極短（100μs內），在其他情況下閥片對于電網電壓，或處于隔離狀態（純間隙時），或處于低電位狀態（復合間隙電阻分壓），大大改善閥片長期工作條件，還可免受暫態過電壓危害和溫度熱損傷，保證閥片溫度不超過55℃，從而保證避雷器壽命達 20年以上。
4.氧化鋅避雷器運行中的主要問題分析
氧化鋅避雷器用在線路上教早始于80年代末。從南京管道輸油公司儀征儲油罐站應用氧化鋅避雷器的質量情況了解到，運行10多年在110KV母線上共發生4起事故，直接影響儲罐及輸油管道安全運行，均為氧化鋅避雷器本體爆炸，其運行壽命最長達110個月，最短的僅有11個月。從運行時間、安裝環境、氣候及生產廠，對損壞的氧化鋅避雷器進行技術分析，造成氧化鋅避雷器運行中爆炸的原因可歸納如下幾項：
4.1 避雷器的密封問題 氧化鋅避雷器密封老化問題，主要是生產廠采用的密封技術不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩定，在溫差變化較大時或運行時間接近產品壽命后期，造成其密封不良而后使潮氣浸入，造成內部絕緣損壞，加速了電阻片的劣化而引起爆炸。
4.2電阻片抗老化性能問題
在氧化鋅避雷器運行在其產品壽命的后期，電阻片劣化造成泄漏電流上升，甚至造成與瓷套內部放電，放電嚴重時避雷器內部氣體壓力和溫度急劇增高，而引起氧化鋅避雷器本體爆炸，內部放電不太嚴重時可引起電路系統單相接地。
4.3瓷套污染問題
工作在室外的氧化鋅避雷器，瓷套受到環境粉塵的污染，特別是設置在較污穢廠區內的變電所（造紙、冶金、煉化），由于空氣中導電微塵的比例較大，故給瓷套造成嚴重的污染而引起污閃或因污穢在瓷套表面的不均勻，而使沿瓷套表面電流也不均勻分布，勢必導致電阻片中電流IMOA的不均勻分布（或沿電阻片的電壓不均勻分布），使流過電阻片的電流較正常時大1—2個數量級，造成附加溫升，使吸收過電壓能力大為降低，也加速了電阻片的劣化。
4.4 高次諧波問題
在儀征儲罐油庫及長輸管道企業有大功率6KV變頻輸油泵機組應用大功率沖擊負荷等場所，電網上的高次諧波值嚴重超標。避雷器電阻片的非線性，當正弦電壓作用時，本身還有一系列奇次諧波，而在高次諧波作用時就更加速了電阻片的劣化速度。
4.5抗沖擊能力問題
氧化鋅避雷器多在操作過電壓或雷電條件下發生事故，其原因是因電阻片在制造工藝過程中各工藝質量控制點控制不嚴，而使電阻片的耐受方波沖擊能力不均等，在頻繁吸收過電壓能量過程中，加速了部分電阻片的劣化速度而損壞，失去了自身的技術性能。
5.可采取的技術措施
針對大型儲罐區及輸油管道工業企業、界電網的特點及氧化鋅避雷器常見事故的分析，要保證氧化鋅避雷器在網上安全可靠運行，擬應采取以下措施：
5.1設計選型——廠家的資質、品質的前提，生產準入措施
在設計選型上，應首選有多年穩定運行實踐的產品，在選擇生產廠家時，應選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產廠家，才能保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能，以使在產品的壽命周期內穩定運行。
5.2在線監測——知情措施，運行監控方的輔助措施
增設氧化鋅避雷器的在線監測儀，并加強對儲罐區在線監測儀的巡檢力度，特別是在雷雨后和易發生故障的部位（有變頻、沖擊負荷的母線段、氧化鋅避雷器壽命已到后期）增加巡次數。定期給氧化鋅避雷器進行各項電氣性能測試及抓好在線監測儀的校驗。
5.3瓷套防污——運行管理方的日常清掃措施
采用必要的避雷器瓷套的防污措施，如定期清掃或涂以防污閃硅油，在氧化鋅避雷器選型上選用防污瓷套型的氧化鋅避雷器。
5.4諧波治理——必須抓緊量化控制的影響電力環境的強制性措施
加強電網諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設動態無功補償和濾波裝置，以使電網的高次諧波值控制在國家標準允許范圍內。
5.5技術管理——早有規程要求的基本的預防性措施
加強對氧化鋅避雷器的技術管理工作，即對運行在網上的每一只氧化鋅避雷器編號，建立技術檔案，對出廠報告、定期測試報告及在線監測儀的運行記錄均要存入技術檔案，直至該避雷器退出運行。
氧化鋅避雷器損壞的原因有雷電和操作過電壓，受潮、污閃、系統條件、本身故障等，但仍有一定比例損壞的原因不詳，故仍有其在運行中對事故原因不明確的問題。又因氧化鋅避雷器的劣化速度的離散性，及雷電、操作過電壓、諧波、運行環境等的隨機性，都決定著氧化鋅避雷器的安全運行的可靠性。
為提高一類負荷的供電可靠性，需在今后的工作實踐中下大力氣去研究實驗探索和總結避雷器的運行，提高它的安全可靠性，以使得其在運行中的不安全因素降到最低，避免應雷擊等自然因素造成用電設備的損傷和引發更大的事故。
【關鍵詞】氧化鋅避雷器 泄漏電流 在線檢測
1 氧化鋅避雷器泄漏電流的危害
氧化鋅避雷器被廣泛應用到各個行業的避雷工作中，尤其是在多雷雨季節以及多雷雨地區，通過氧化鋅避雷器的應用，可以有效的避免或降低雷擊的危害[1]。然而，當避雷器的泄漏電流值超過《電力設備交接和預防性試驗規程》規定值后，避雷器本身使用的安全性會下降，不及時發現問題，將導致問題的進一步擴大，再受到強雷擊的情況下，可能會造成避雷器設備的損壞、燒毀，成為電力系統安全穩定運行的隱患。
2 氧化鋅避雷器泄漏電流在線檢測
通過以上的分析了解到，氧化鋅避雷器泄漏電流一旦超出安全標準的話，帶來的危害極為嚴重，對此，必須采取有效的檢測措施及時了解和掌握氧化鋅避雷器的運行狀態，以便于及時對其做出正確的維護工作。現階段氧化鋅避雷器泄流電流的在線檢測方法有很多，尤其是在科技快速發展的過程中，其在線檢測方法也會不斷的進行更新，作者主要從三次諧波法、儀器測試法、基波法等在線檢測方式進行分析。
2.1 三次諧波法
眾所周知，避雷器對線路運行的安全性、可靠性有著極大的作用，可以有效的做到雷電防御危害，是保證電網運行安全的關鍵性措施[2]。氧化鋅避雷器作為避雷設備的重要組成部分，為保證氧化鋅避雷器運行的安全性、可靠性等，需要做好氧化鋅避雷器的在線檢測，尤其是氧化鋅避雷器泄漏電流的問題將會給電網帶來極大的危害，對此，應積極做好氧化鋅避雷器泄漏電流的在線檢測工作。三次諧波法是氧化鋅避雷器泄漏電流在線檢測的重要方法之一，三次諧波法主要依據是阻性全電流IR與三次諧波阻性電流IR3的比例關系進行檢測的，并通過對三次諧波阻性電流大小的測量來得到阻性電流值，從而有效的對氧化鋅避雷器泄漏進行檢測，及時發現氧化鋅避雷器泄漏電流的漏洞，以便于及時對其進行改進和完善。
2.2 儀器測試法
所謂儀器測試法，顧名思義主要是運用測量、測試儀器等設備來實現對氧化鋅避雷器泄漏電流的檢測[3]。就當前測量儀器來看，主要采用單片機技術以及單板機等技術較多，而且，為了提升其技術的精度，應對各類信號檢測技術進行有效的設計，不僅要保證避雷器運行的安全性、可靠性，同時，要盡量避免避雷器泄漏電流現象的發生，以免氧化鋅避雷器失去原有的功能。當前所使用的儀器在線檢測的方法比較多，例如，在某市S企業發展的過程中，應用了大量的氧化鋅避雷器，而該企業為了提升氧化鋅避雷器運行的可靠性，不斷的加大對該設備在線檢測的投入，如采用鉗形CT也就是電流互感器，在CT輸出端上可以得到氧化鋅避雷器的泄漏電流信號，從而有效的實現對氧化鋅避雷器泄漏電流的在線檢測。另外，也可以從避雷器的計數器外來抽取相應的檢測信號，從該企業實施這種在線檢測方式以來，該種檢測方法的安裝較為簡單，檢測效果較好，充分的保證了氧化鋅避雷器的避雷效果，實現了該企業的良好發展。
2.3 基波法
基波法是氧化鋅避雷器泄漏電流在線檢測較為常用的一種檢測方法，基波法主要是采用數字諧波分析技術，從泄漏的電流中將阻性電流的基波值分離出來，以此來對氧化鋅避雷器運行的狀況進行判斷，從而實現對氧化鋅避雷器泄漏電流的在線檢測，對確保避雷器運行的安全性、可靠性等有著極大的作用[4]。另外，在基波法運用的過程中，應有一些注意事項，例如，基波法在線檢測可能會受到相間的干擾，從而造成測量值的不準確，尤其是三相避雷器，一旦出現泄漏電流的現象，可能在底部會發生相位的變化，而相間的干擾將會造成泄漏電流在線測量的誤差，無法準確的對避雷器的運行狀態進行檢測評估；通過大量的實踐發現，氧化鋅避雷器在正常運行的過程中，阻性電流中含有基波成分以及高次諧波的成分等，而在實際中，基波成分會做功發熱，高次諧波的成分卻不做功不發熱，因此，在采用基波法進行在線檢測的過程中，作者建議應采用阻性電流的基波值來對氧化性避雷器的小電流特性進行研究更為合理，從而有效的確保氧化鋅避雷器在線檢測的質量。
3 結語
綜上所述，氧化鋅避雷器作為防止系統雷電、操作過電壓的主要設備，其運行狀況將直接影響到系統的安全運行，而通過泄漏電流的在線檢測是可有效檢測出那些存在隱患避雷器，及時發現問題，及時做好相關的處理措施，會有力的支持電力系統的安全穩定運行。通過本文對氧化鋅避雷器泄漏電流在線檢測的分析，作者主要從三次諧波法、儀器測試法、基波法等三種三線檢測方式進行分析，希望可以為保證氧化鋅避雷器運行的穩定性、可靠性提供一定的幫助。
參考文獻：
[1]常越，錢家驪.幾種檢測氧化鋅避雷器阻性泄漏電流方法的分析[J].電瓷避雷器. 2014，13（04）：120-121.
[2]李小建，劉濤，霍宏.氧化鋅避雷器泄漏電流測試儀檢定結果測量不確定度評定[J].云南電力技術.2012，04（01）：234-235.
論文摘要：通過在電網雷電活動頻繁地區的110kV線路上采用合成絕緣外套金屬氧化物避雷器改進防雷措施的研究，經過試驗和實際運行，證明此改進是成功、經濟和有效的，雷擊跳閘次數由1996年的7次，降為1997年的1次，1998年的0次。
電網中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區的輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據運行記錄，架空輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障，進而降低電網中事故的發生頻率。經多年摸索，我國的輸電線路防雷基本形成了一系列行之有效的常規防雷方法，如降低接地電阻、架設避雷線、安裝自動重合閘等，但是對于一些山區線路，雷害十分頻繁，降低接地電阻又極其困難，而且費用高、工作量大，效果也受到一定的限制。由于近些年110kV及以上電壓等級的合成絕緣外套金屬氧化物避雷器的研制成功，為解決線路的防雷提供了一種新的手段。電網內雷電活動頻繁的兩個地區之一的一條線路來討論，該線路經過高山大嶺的一段桿塔，在雷雨季節經常遭受雷擊，造成線路跳閘，為了解決這個問題，在該線路129號～167號桿塔上共安裝了20只合成絕緣外套金屬氧化物避雷器，經過一年多的運行實踐和一系列的帶電監測研究，證明這種改進的防雷措施對于山區線路的防雷是經濟、有效的。
1線路的基本情況及改造情況
1.1線路的基本情況
高山大嶺約占40%，雷電活動非常頻繁，年雷電日在40日以上，每年由于雷擊而引起的故障占全年運行故障的60%左右。110kV線路全長49.40km，導線均無換位，平地占13.2%，一般山地占53.1%，高山大嶺占33.7%。線是與電網的聯絡線，位置重要，該線路又是雷擊事故較多的線路之一，由于這些桿有近一半在山頂上，所以雷擊點的查找以及瓷瓶串的更換極其困難，工作量很大。
據資料介紹，雷擊是有選擇性的。220kV新（安江）杭（州）一回全長119.4km，于1960年9月28日投運，自1962年起在線路上安裝了大量的磁鋼棒進行測量記錄，通過1962年至1988年的雷電流幅值記錄和1961年至1994年的線路雷擊跳閘率分析指出，雷擊是有選擇性的，線路全長一半左右無雷擊記錄，多雷區和易擊點約占全線的三分之一，加強多雷區和易擊點的防雷措施能顯著降低雷擊跳閘率。所以我們決定在線129號～167號桿上安裝避雷器，以降低該線路的雷擊跳閘率。
1.2線路129～167號桿的改進情況
1.2.1接地的改善
129號～167號桿中接地電阻值高的桿塔共有11基：129、133、134、138、139、145、154、158、162、165、167號，見表1。此段桿塔高山大嶺占42%，一般山地占49%，平地占9%；我們對該段的接地進行了改善，重新埋設了接地引下線，對于接地土壤不好的采取了換土措施，較嚴重的采取了埋設連續伸長接地體的措施，工程實施后輸電桿塔的接地電阻有了明顯的降低，如表2所示
1.2.2外絕緣的改善
對于這一段線路中所有的零值瓷瓶進行了更換，并且對所有的直線桿塔（保證對地距離足夠的條件下）每相增加一片絕緣子，改為采用8片XP-7絕緣子。實施后的絕緣子爬電距離（下稱爬距）、泄漏比距（下稱泄比）與實施前的對照表參見表3，從表中可以明顯看到線路的絕緣水平有較大幅度的提高。
2避雷器的選擇及參數的確定
2.1避雷器的選擇
2.1.1選擇復合絕緣外套氧化鋅避雷器
由于常用的避雷器是瓷外套，比較重，安裝不便，使用在線路上有一定的局限性，而且如果發生爆炸，它的碎片將危及臨近絕緣子的運行安全，所以必須選擇一種比較適合于線路上使用的避雷器。
隨著國內硅橡膠技術的發展，近些年研制成功的復合絕緣外套氧化鋅避雷器就是一種適合懸掛于線路桿塔上的避雷器，與傳統的瓷外套避雷器相比，它除去了笨重的外套，改用新型硅橡膠復合有機外套，因而它具有重量輕等優點，甚至在復合外套避雷器損壞時能允許線路繼續運行，而其電氣特性、保護特性方面大體與瓷外套避雷器相當。
國際上，美國、日本、俄羅斯等國已大量使用復合外套氧化鋅避雷器，在美國的公路上隨處可見運行中的配電變壓器都帶有復合外套氧化鋅避雷器，據統計美國己有上千萬只復合外套氧化鋅避雷器在電網中使用，日本也有百萬只復合外套氧化鋅避雷器在電網中使用。隨著我國硅橡膠技術的發展，我國也相繼研制成功了110kV、220kV的復合外套氧化鋅避雷器，表4是北京某公司研制的110kV復合外套氧化鋅避雷器的電氣特性。
2.1.2選擇外部帶間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器
懸掛在線路鐵塔上的復合絕緣外套氧化鋅避雷器有兩種：一種是外部帶間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器（簡稱GMOA）；另一種是外部不串間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器（WGMOA）。GMOA的外串間隙在線路正常運行時能夠隔離電網運行電壓，保持MOA不承受電壓，所以避雷器的額電壓可以選得較低，而且在MOA故障損壞時允許線路繼續運行，但是這種避雷器的保護特性較差，放電特性主要由間隙決定，其沖擊放電電壓比避雷器的殘壓要高得多。圖5給出了北京某公司研制的110kV等級帶串聯外間隙的避雷器的外間隙沖擊放電電壓的試驗結果。當WGMOA懸掛在線路上運行時，其運行狀況可隨時得到監視，且安裝方便，保護特性相對來說較好，僅決定于避雷器的殘壓。兩種避雷器使用時各有優缺點，為了安裝方便、獲得好的保護效果，并便于監視避雷器的運行狀況，我們決定選擇使用外部不串間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器。
2.2避雷器參數的選擇
由于選擇使用WGMOA，避雷器長期運行在相電壓下，且線路運行條件比變電站內的運行條件苛刻，為了避雷器運行的可靠性，將110kV復合絕緣外套氧化鋅避雷器的額定電壓由100kV提高到120kV，持續運行電壓由73kV提高到90kV，直流1mA電壓提高到170kV，考慮到避雷器遭直擊雷的幾率大，因而避雷器的大電流耐受水平由65kA提高到100kA，具體參數見表6。
另外由于避雷器長期懸掛于線路上并承受相電壓的作用，我們在避雷器的型式試驗中增加了在避雷器施加拉力試驗過程中的局放試驗，試驗時取110kV避雷器一支，軸向施加靜態機械負荷，施加拉力分別為500kg,750kg,在此負荷狀態下施加1.05倍Uc，測量避雷器的局部放電，試驗的結果見表7。
試驗結果表明，當軸向機械負荷加到額定破壞負荷時，局部放電沒有變化，所以其機電性能是穩定的，達到了設計要求。
3避雷器的安裝情況
3.1避雷器的交接試驗
為了在安裝前了解避雷器的性能，1996年10月29～31日在華北電力科學研究院沙河高壓試驗大廳對北京中能瑞斯特公司的17只復合絕緣外套氧化鋅避雷器進行了交接試驗，試驗項目包括避雷器的絕緣電阻測試、直流試驗（直流1mA電壓的測量、75%直流1mA電壓下泄漏電流的測量）、交流試驗等，試驗結果合格。
3.2避雷器安裝位置的確定
經過考慮研究，決定在直線絕緣子串和耐張絕緣子串上安裝避雷器的方式，安裝的具置。
考慮到在直線桿塔（垂直絕緣子串）上避雷器安裝位置緊臨絕緣子串，此時絕緣子串上的電壓分布是否會影響避雷器的電位分布，繼而影響避雷器的泄漏電流，從而加速避雷器的劣化過程，縮短避雷器的使用壽命，為此在沙河試驗大廳進行了模擬試驗，試驗的結果顯示，避雷器的這種安裝位置對于避雷器的使用壽命影響很小，也基本不會影響帶電試驗的試驗結果。
考慮到桿塔的海拔高度、地形地貌以及避雷器的保護范圍，并且考慮到水平排列的三相的中間相（B相）基本上不會遭受直擊雷，而三角形排列的頂相由于易遭雷擊而需安裝避雷器（如130號桿）等原則，在桿塔上裝設了復合絕緣外套氧化鋅避雷器，具體安裝情況見表8。
4避雷器的運行狀況及分析
4.1避雷器帶電試驗
17只避雷器在進行了交接試驗后，1996年12月在線上安裝，并于1996年12月進行了第一次帶電測試，以積累避雷器帶電試驗的初始數據；然后在雷雨季開始后每個月進行了帶電測試。從帶電測試的結果看，避雷器運行正常。為了檢驗避雷器的性能，在雷雨季節過后，隨機抽取了兩只避雷器，然后帶電拆下進行了試驗，試驗結果合格，也就是說避雷器在經過一個雷雨季節的運行后，性能良好。
4.2避雷器動作情況
截止1998年6月，避雷器總共動作了5次，其中1997年的雷雨季節期間動作了2次，都在140號桿塔的A相，1998年避雷器動作了3次，138號桿塔A相、140號桿塔A相，145號桿塔各一次。138號桿標高約367.2m，與139號桿檔距達595m，易遭雷擊，140號桿標高達464.9m，是這一段桿塔中海拔高度較高的桿塔，該號塔位于一高山大嶺頂部，孤伶伶的，極易遭受雷擊，該號塔曾于1992年遭受到一次雷擊，145號桿高約428.2m，也在一山頂上，易遭雷擊。
避雷器五次動作，使線五次受到避雷器的保護，避免了線路五次跳閘，所以安裝避雷器的效果是明顯的。
4.3線的運行情況
110kV線路自從1996年12月安裝避雷器以來，運行直到1998年6月，線路僅跳閘一次（1997年8月31日），事故點在117號塔，是由于桿塔遭受雷擊造成的。該塔距129號桿12極桿塔，在安裝的避雷器的保護范圍以外，所以反過來可以說明，避雷器的保護效果是明顯的，即在避雷器的保護范圍以內的桿塔均受到避雷器的保護，而在保護范圍外的桿塔會遭受雷擊。由于在1997年7、8月間，140號桿的避雷器動作了兩次，保護了線路，鑒于這兩次成功的經驗，考慮到1996年117號也曾遭受雷擊，而且這段線路中116號、117號、118號連續三極塔為單避雷線，地勢高，山又陡，單避雷線改雙避雷線的工作量特別大，所以于1997年11月7日在117號塔上也安裝了三只合成絕緣外套氧化鋅避雷器。
運行表明，5次雷擊跳閘比較集中，所以避雷器的安裝位置是比較合理的，它避免了線路5次跳閘，避雷器的效果也是很明顯的。
綜合比較這幾年的運行情況，可以發現線自1996年12月安裝了避雷器以來，雷擊跳閘次數已于1996年的7次降至1997年的1次、1998年的0次（截止6月底），雖然雷擊有一定的隨機性，但是避雷器1997年動作2次、1998年動作3次，確確實實保護了線路，減少了雷擊跳閘的次數，所以在線路上安裝合成絕緣外套氧化鋅避雷器能收到很好的保護效果。
5小結
供電公司的一條110kV輸電線路——110kV線路，由于經過高山大嶺的一段桿塔，在雷雨季節經常遭受雷擊，造成線路跳閘，在這段桿塔降低接地電阻比較困難，且費用高、工作量大，效果也受到一定的限制。為了解決這個問題，我院與供電公司合作，在該線路117號、129號～167號桿塔上安裝了總共20只合成絕緣外套金屬氧化物避雷器，經過一年多的運行實踐，避雷器一共動作了5次，有效地保護了線路。這些避雷器選擇了適應線路運行的參數，經過帶電監測研究，證明避雷器的性能能夠滿足在線路上運行的需要，同時經過一個多雷雨季節的運行經驗證明這種改進的防雷措施對于山區線路的防雷是經濟的、有效的。
【關鍵詞】山區；輸電線路；防雷技術
電力在人們的生產和生活中的作用是非常明顯的，人們的生產和生活活動都離不開電力。電力工業也是我國的重要經濟部門，是其他行業發展過程中必要的動力。為了促進國民經濟更好的發展，可以優先發展電力工業，電力工業的發展是離不開輸電線路鋪設的，輸電線路在我國的各個地區都有，其中很多的地區是自然環境非常惡劣的地區，有些輸電線路是在非常空曠的原野上，在這種情況下，是非常容易導致輸電線路遭受到雷擊的，特別是在山區。在遭受到雷擊的情況下，是很容易導致線路跳閘的，跳閘以后的電壓會再重新傳回到變電站，這樣會使得變電站內的設備遭到破壞，后果是不堪設想的。所以一定要對輸電線路的防雷措施給與保證，這樣不但是保證用戶的用電安全，同時也是對供電設備的一種保護。在我國的電網故障中，多為輸電的線路故障導致，而在輸電的故障中又以雷擊跳閘的事故比重最大。在山區的輸電線路中最嚴重的故障就是雷擊跳閘引起的，防止雷擊跳閘可以降低電網中事故的發生率。
一、加強線路絕緣
線路的絕緣性會直接影響線路的抗雷擊水平，加強的線路的絕緣性是保證線路暢通，提高線路的運行安全的保障。線路的絕緣性可以減少線路遭到時發生跳閘的幾率，這樣是可以保證用戶的用電安全。在山區有些線路的桿非常的高，這樣也增加了線路的雷擊風險，這種情況下，可以在進行接地時降低接地的電阻，并且要增強線路的絕緣性。在進行電線線路的設計時，可以設計避雷線保護線路，在線路進行鋪設的時候，要掌握好避雷線保護桿之間的距離。
二、線路避雷器的應用
近年來，為了避免雷擊對線路造成大的破壞，在線路上安裝避雷器已經慢慢成為發展的趨勢。避雷器一直是電力系統中限制大氣電壓的主要措施。為了使避雷器在安裝后可以最大的實現其目的，工作人員要通過雷電定位系統對要安裝避雷器的位置進行監測，對于監測的數據進行分析，找到該地區雷電活動最強烈的區域，將線路避雷器安裝在該區域。為了更好的實現電網的運行安全，可以在線路接地的時候降低接地的電阻，這樣可以更好的提高線路的抗雷擊水平，而且可以減少線路出現跳閘的幾率。在線路上安裝避雷器是可以提高線路的防雷水平的，但是在這方面的投資往往都是非常多。
避雷器的選擇是非常重要，不同的避雷器的性能有很大的差距，避雷器的主要功能就是在線路遭受到雷擊以后將雷擊的電流分散到接地裝置上，并且要利用雷擊后的作用力達到電位接地的目的。在對避雷器的選擇時，通常有兩種類型的避雷器，一種是無串聯間隙有串聯間隙兩種。因為避雷器是要安裝在輸電的線路上，所以在進行選擇時，應該選擇體積小、結構簡單、重量輕的避雷器。選擇哪種類型的避雷器要看安裝的線路是多大電壓的輸電線，對于電壓較高的輸電線路來說，無串聯間隙的避雷器是最佳選擇。在避雷器的安裝時，也是有兩種方式，一種是垂掉式，另外一種是豎直式。垂掉式的安裝是將避雷器垂掉在導線上即可，而豎直式是將避雷器安裝在橫桿上。選擇什么樣的方式來進行安裝，主要是由線路的實際情況來決定。
三、桿塔接地電阻的應用
山區內出現雷擊桿塔時，塔頂首先接收電流，其電位與桿塔接地處的電阻存在著密切的聯系，桿塔電阻的相對降低，能夠有效減少電流反擊現象的出現，保證桿塔及送電線路的安全。由于山區地貌、地質、地勢的特殊性，使降阻的工作比較困難，應該根據具體的情況、充分利用桿塔所處地形特點進行針對性設計，選擇切實可行的降阻措施。對于一般的桿塔，改善其接地方式、降低其接地電阻，是架空輸電線路抗擊雷電、防止跳閘事故的最經濟而有效的措施。因接地不良而形成的較高接地電阻，會使雷電流泄放通道受阻，提升了桿塔的電位。因此，必須加強接地網的改造工作，認真處理好接地系統的薄弱環節，使避雷線與接地體有可靠的電氣連接。降低土壤電阻率比增加接地體數量或面積而更有利時，可用人工處理方法來降低土壤電阻率。該方法是使用價廉、腐蝕性弱的鹽類或電阻率較低的物質與土壤相混合，或將其埋于接地體附近。也可因地制宜，安裝引外接地體，把接地體敷設在土壤電阻率較低的地區，或采用井式或深鉆式接地體。
四、安裝線路型頭部分裂均壓式避雷針
根據運行經驗來分析，在線路的主線路桿塔中選出基易擊桿塔安裝線路型頭部分裂均壓式避雷針綜合防雷裝置。即在基易擊桿塔的頂部各安裝一套線路型頭部分裂均壓式避雷針，并在每基桿塔附近配合埋設一套三層短針散流式集中接地裝置，線路型頭部分裂均壓針式避雷防雷針通過十圓鋼接地引下線與三層短針散流式集中接地裝置連接。最大特點是利用線路型頭部分裂均壓式避雷針屏蔽桿塔頂部，防止桿塔遭受雷擊。線路型頭部分裂均壓式避雷針具有重量輕體積小，施工簡便，對桿塔的接地電阻值要求不高，防雷效果好，可以在雷暴活動頻繁、強烈與超強日曬、暴雨、嚴重覆冰、污穢等等各種惡劣的環境下安全運行，免維護，經久耐用等顯著特點。
【關鍵詞】電力設備；絕緣；在線監測
【 abstract 】 this paper focuses on the substation equipment on-line monitoring of development, think a safe, reliable, and real-time on-line monitoring system for substation high voltage electrical equipment will be the state overhaul to provide comprehensive, real equipment state information, but also for high pressure a safe operation of the equipment to provide a powerful guarantee.
【 keywords 】 electric power equipment; Insulation; Online monitoring
中圖分類號： TM93文獻標識碼：A文章編號：
隨著國民經濟的發展，電力系統也逐漸發展壯大，傳統的定期停電進行預防性試驗的做法已不能滿足電網高可靠性的要求。電力設備在線監測應運而生。所謂電力設備在線監測就是利用傳感、電子、計算機 數等技術 ，通過對運行中高壓設備的信號采集和傳輸、邏輯判斷，來實現對電力設備運行狀態的帶電測據處理、試或不間斷實時監測和診斷。
一、傳統的預防性試驗存在的缺點
（1） 試驗時需要停電，造成少送電和少發電。特殊情況下，由于設備不能停電造成漏試而形成安全隱患。（2）測試程序復雜 、工作量大、時間集中。而且易受人為因素影響。（3）試驗周期長，不能及時發現 、診斷出一些發展較快的缺陷。（4）試驗電壓低，可能遠遠低于設備實際的工作電壓，而且由于試驗期間斷電，不能真實地反映設備在運行磁場、溫度和環境等影響，因而診斷的結狀態下的電場、果未必符合實際運行狀態。
二、基本原理
2.1 基本原理：高壓電氣設備絕緣在線監測技術是在電氣設備處于運行狀態中，利用其工作電壓來監測絕緣的各種特征參能真實的反映電氣設備絕緣的運行狀況。因此，對絕緣狀況作出比較準確的判斷。
高壓電氣設備絕緣在線監測主要檢測參數是電氣設備的介損值，其測量原理大都使用硬件鑒相既過零比較的方法。目前的絕緣在線監測產品基本都是用快速傅立葉變換（FFT 的方法來求介損。取運行設備 PT 的標準電）壓信號與設備泄露電流信號直接經高速 A/D 采樣轉換后送入計算機，通過軟件的方法對信號進行頻普分析，僅抽取 50Hz 的基本信號進行計算求出介損。這種方法能很好地消除各種高次諧波的干擾，測試數據穩定，能很好地反映出設備的絕緣變化。對于設備物理量（如變壓器油溫、氣體含量等） 的在線監測則是通過置放傳感器探頭的方法采集信號，并轉換成數字信號送入計算機分析處理。
采樣宜采用穿芯式傳感器，采樣技術是絕緣在線監測系統的關鍵所在。采樣不準確，其余的工作將失去意義。對套管、CVT等電容型設備的在線監測，其電容C和介質損耗是很好的特征參數。目前多采用基準電壓與試品電流相比較的方法，即取的二次電壓做為基準電壓，試品的電流則通過在其接地線上套以電流傳感器獲得。實踐表明，其電容值具有較好的穩定性，而介損則有較大的波動。引起“介損”測量誤差及波動的原因是多方面的，有來自電流傳感器及PT的角差影響、相間耦合及電磁干擾的影響等。為消除電流傳感器造成的誤差，可采用線性度、穩定性都較好的超微晶磁性材料；其次采用有源傳感器，其原理是在二次側也可注人電流，以補償激磁電流紿傳感器造成的測量誤差。“軟采取既有硬件補償又通過軟件修正的方式進行。消除相間耦合及電磁干擾的影響硬相結合”可對傳感器進行屏蔽，需要強調，不論采用哪種采樣技術或何種形式的傳感器，一定要保證電氣設備的運行安全，“不侵入原則”杜絕末屏開路等安全隱患。
2.2系統的一般功能
高電壓設備絕緣在線監測系統既能對帶電設備的絕緣特性參數實時測量，又能對獲取數據進行分析處理。一般具有以下功能：（1）測量避雷器在運行中的容性電流和阻性電流變化情況，掌握其內部絕緣受潮以及閥片老化情況。（2）測量 CVT、）耦合電容器、電流互感器、套管等容性設備的泄漏電流和介質損耗，掌握其內部受潮和絕緣老化及損壞缺陷。（3）測量充油設備絕緣油的內部可燃性氣體變化情）放電等缺陷情況。
三、監測設備要點分析
3.1 避雷器
目前變電站使用的氧化鋅避雷器絕大部分不再有串聯間隙，MOA 運行期間總有一定的泄漏電流通過閥片，加速閥片老化。在電流測量反映整體嚴重受潮現象，早期老化時阻性電流增加較多，全電流變化則不明顯。當閥片老化、避雷器受潮、內部絕緣部件受損以及表面嚴重污穢時，容性電流變化不多，而阻性電流卻大大增加。避雷器事故主要原因是阻性電流增大后，損耗增加，引起熱擊穿。所以測量交流泄漏電流及其有功分量是現場檢測避雷器的主要方法，預防性試驗規程也將氧化鋅避雷器）的測量列入預試項目。
3.2．CVT、耦合電容器、電流互感器、套管等容性設備
耦合電容器、電流互感器、套管等容性設測量 CVT、備介質損失角正切值是一項靈敏度很高的試驗項目，它可以發現電氣設備絕緣整體受潮、絕緣劣化以及局部缺，這是由陷。絕緣劣化一般具有以下一些基本特征：
（1）絕緣介質損耗值會增加）由此以及其他原因產生的熱量最終可能導致絕緣的熱擊穿。測量絕緣損失角，可以檢測介質損耗的變化。正切值（tgδ）
（2）絕緣中可能伴隨有局部放電和樹枝狀電的發生）放電量很大的局放通常只是在有雷電或者操作過電壓存在以及絕緣損壞的過程中才出現，通過 tgδ 測量可以反映由此產生的介質損耗。
四、數據的分析、診斷
數據的分析、診斷應以相互比較法和趨勢分析方法為主。在采用高精度的傳感器及先進的數字傳輸技術后，分析及診斷方法，才能最終形成優還要有好的數字處理、絕緣監測系統。把在線監測得出的數據與預試值相比較的方法是行不通的。因為前者是在實際工作狀態下得出的，而后者是在停電情況下得出的，兩者可能相差很大。較合理的做法是，首先對在線監測的原始數據進行預處理，過濾掉因某些隨機干擾而出現的“野點” 然后運用相互比較法及趨勢分析法進行診斷。
關鍵詞：避雷器 過電壓 檢測 試驗
1、 前言
氧化鋅避雷器是一種與其他類型避雷器有很大差異的新型避雷器，由于氧化鋅避雷器具有優良的非線性特性、無間隙、無弱續流、通流容量大、殘壓低、響應時間快，是保護電力系統安全運行的電力系統安全運行的的重要設備，在電力系統中得到了廣泛的應用。不僅在高壓、超高壓電力系統新投運的變電站中幾乎全部采用氧化鋅避雷器，而且在已投入運行的電力系統中也大量改造使用氧化鋅避雷器。目前，氧化鋅避雷器在發電廠和變電站應用廣泛。但無論是國產氧化鋅避雷器還是進口氧化鋅避雷器，隨著運行時間的加長，氧化鋅閥片在長期運行電壓下的老化問題就會變得越來越突出。因此，在運行中定期對其進行預防性試驗、加強運行中的檢測是一項重要的工作。
2、 氧化鋅避雷器試驗方法
2.1氧化鋅避雷器帶電測試
在交流電壓下.避雷器的總泄漏電流包含阻性電流（有功分量）和容性電流（無功分量）。在正常運行情況下.流過避雷器的主要為容性電流。阻性電流只占很小一部分.為5%～20%。但當電阻片老化后，避雷器受潮、內部絕緣部件受損以及表面嚴重污穢時，容性電流變化不大。阻性電流大大增加。所以，帶電測試主要是檢測泄漏電流及其阻性分量，一般采用補償法和數字諧波分析法。另外.還可以進行遠紅外線帶電檢測。它是用紅外探測儀檢測被測目標的紅外輻射信號，經放大、轉換處理后得到紅外熱像圖。根據附帶的固化程序分析得到正在運行的MOA各節電阻片的溫度來確定是否有缺陷，該方法為非電氣檢測。操作簡單，很適合現場使用。一般判斷溫差達1℃便可確定是否有缺陷，但是MOA的發熱很大程度上取決于運行時的電壓分布，當相電壓改變5%時.MOA的能量損失可達20% ，直接導致MOA溫度變化1℃～2℃ ，所以容易受外界的干擾。目前在熱像分析上無統一的標準.準確判斷有時要靠現場經驗。
2.2氧化鋅避雷器絕緣電阻試驗
測試絕緣電阻是判斷氧化鋅避雷器是否受潮的有效方法。測試前應檢查避雷器有無外傷、裂紋、上樁頭有無松動、下部接地端子處連接等情況。測試時使用2500V兆歐表（搖表），把試驗接線與避雷器連接可靠，搖表水平放置，搖的速度不要太快或太慢，一般120轉/分。由于氧化鋅閥片在小電流工作區域具有特別高的阻值，故絕緣電阻除決定于閥片外還決定于內部絕緣部件和瓷套。電力行業標準DL/T596—1996（電力設備預防性試驗規程》對氧化鋅避雷器預防性試驗規定：35kV及其以下的避雷器絕緣電阻不低于IO00MfL；35kV以上。的避雷器絕緣電阻不低于2500Mft。進口避雷器一般按照廠家的標準進行。
2.3氧化鋅避雷器停電條件下的直流試驗
氧化鋅避雷器的直流試驗，主要是測量直流1mA電壓（U1mA）及0.75 U1mA下的泄漏電流，該電壓又稱標稱直流電壓、參考電壓、最小參考電壓、臨界動作電壓、起始動作電壓等。該電壓反映氧化鋅避雷器由小電流工作區到大電流工作區的分界點，是無間隙氧化鋅避雷器的必做項目，直接反映避雷器承受短時過電壓和系統額定電壓的運行能力，可以檢查避雷器的保護特性、裝配質量和老化程度。規程中規定該值與初始值相差不得大于±5%。由于避雷器型號規格不同、通流量不等、廠家不同等原因，該電壓差值較大。75%的值稍大于運行相電壓的峰值，該試驗主要檢查長期允許工作電流是否符合規定，泄漏電流愈大，氧化鋅閥片愈老化，愈嚴重，避雷器壽命愈短。
氧化鋅避雷器停電條件下的直流試驗接線如圖1所示，隨著電壓的升高電流逐漸增大，當大于200μA之后就會急劇增大，當電流達到lmA時讀取相應的電壓。然后再在75%U1mA電壓數值下保持一分鐘，泄漏電流應不大于50μA，泄漏電流不應有大的波動。也就是說，在電壓降低25%時，合格的氧化鋅避雷器的泄漏電流大幅度降低，從1000μA降至50μA以下，該試驗是為了檢查其非線性特性及絕緣性能。
當氧化鋅避雷器存在內部受潮或閥片老化等缺陷時，一般通過停電試驗可以檢查出來。但氧化鋅閥片為非線性電阻元件，在電網及環境等因素影響下都會做出反映。有的在停電試驗未能發現問題，可在正常運行電壓下運行幾個月后突然爆炸，導致大面積停電事故，這充分說明對氧化鋅避雷器性能判斷僅依賴停電下的直流試驗是不夠的。其主要原因：一是停電試驗時受現場因素的影響，未對試驗數據的準確性進行合理分析；二是由于停電試驗的周期較長，氧化鋅避雷器盼陛能變化漸變，變到一定程度后其劣化速度在幾個月內加劇。因此，對氧化鋅避雷器實行帶電測試和在線監測就顯得非常重要。
3、 結語
隨著新設備、新的測試手段的不斷出現，避雷器還應經常進行帶電測試電導電流和帶電紅外測溫工作。新設備投運后三個月之內及每年秋檢之間均應進行一次普測，每次測量結果均應存檔備用。用紅外熱成像儀測溫，可測得其微小的溫度差別，即橫向比較法蘭或瓷套表面溫度，溫度偏高的，可能存在缺陷。試驗表明，避雷器帶電測試方法的推廣應用，為正確掌握設備的健康狀態提供了科學依據，為實施預知性檢修創造了條件，因此，應當認真做好這一試驗工作。
參考文獻：
[1]電力設備預防性試驗規程[M].中國電力出版社，1996.
[2]甘肅省電力工業局.電氣試驗[M].中國電力出版社，1997
Abstract： This paper expounds the current new lightning protection measures in the operation of extra high voltage transmission line in China， and analyzes the effect. Combined with the practical operation of 500kV transmission line in Inner Mongolia region， it shows that the new lightning protection measures， especially the use of line arrester， can effectively reduce the transmission line lightning trip-out accident， but there are some shortcomings need further improvement.
關鍵詞： 輸電線路；新型防雷措施；線路避雷器；山區
Key words： transmission line；new lightning protection measures；line arrester；mountain
中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）32-0071-02
1 山區超高壓輸電線路的新型防雷保護措施
對于內蒙古山區的超高壓輸電線路來說，由于海拔較高，山體坡度較陡，使得常規措施的防雷效果不顯著，尤其是繞擊雷害比率的不斷上升。近幾年，在線路不斷運行的經驗中，采取了一些新型的防雷措施，具體情況如下。
1.1 合理選擇輸電線路的絕緣配合 絕緣配合要綜合考慮電氣設備可能承受的各種電壓、保護裝置的特性和設備絕緣對各種電壓的耐受特性，合理地確定設備必要的絕緣水平。
1.1.1 架空送電線路的絕緣配合設計 解決桿塔和檔距中央各種可能放電途徑的絕緣選擇和相互配合的問題，包括：桿塔上的絕緣配合設計、檔距中央導線及避雷線間的絕緣配合設計、檔距中央導線對地及各被跨越物的絕緣配合設計、檔距中央不同相導線間的絕緣配合設計。
1.1.2 絕緣子串片數的選擇 在正常運行電壓作用下，絕緣子應有足夠的機電破壞強度；足夠的電氣絕緣強度；絕緣子片數的選擇要滿足操作過電壓的要求。耐張絕緣子串的電氣強度應略高于懸垂絕緣子串，同一電壓等級的耐張絕緣子串應比懸垂絕緣子串多1～2片。
1.2 雷電定位系統 雷電定位系統是最新、最先進的一種防雷措施，它是一種大面積、全自動、實時監測雷電的計算機在線系統[2]。
盡管現階段雷電定位系統在應用上還存在著一些問題，但是它的應用還是給我們帶來了方便。通過應用雷電定位系統，我們可以利用該系統的雷電數據，更快捷、有效地發現雷電多發區，加強保護措施。現階段我國很多單位都給出了雷電密度圖，它能夠很好地展示雷電活動的規律，幫助有關人員科學地分析雷電數據，也有一些科研單位在雷電密度圖的基礎上開展防雷研究。
1.3 安裝線路型避雷器 就算在全線架設避雷線，在導線上出現過電壓的情況也是有可能的。要想真正地避免這種現象的出現，應該安裝線路型避雷器，因為它能夠把雷擊所產生的過電壓釋放到大地，制約了電壓的升高，保障了線路和設備的安全。
雷電流強度、線路絕緣子的50%放電電壓和塔體的沖擊接地電阻是三個影響線路耐雷水平的重要因素。通常來講，地理位置和大氣條件會影響到雷電流強度，但是線路的50%放電電壓是一定的。在過去采用降低塔體的接地電阻是提高輸電線路耐雷水平的主要方式，但是在山區該方式的可行性很小，導致輸電線路屢遭雷擊。
加裝避雷器后，當線路遭受雷擊時，一部分雷電流經避雷線傳入相鄰桿塔，一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相鄰桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時，由于電磁感應作用，將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。由于避雷器的分流遠大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位升高，使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡。因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
線路避雷器對接地電阻的要求不高，因為它自身具有鉗電位作用，這提高了其在山區線路防雷的可行性，加裝避雷器前后線路的耐雷水平與桿塔沖擊接地電阻的關系見圖1，從圖中可以看出加裝線路避雷器后的防雷效果是十分明顯的。
國內外工程實踐表明，線路防雷用的金屬氧化物避雷器無論在防止雷直擊導線方面，還是在雷擊塔頂或避雷線時的反擊方面都是非常有效的。并且在500kV輸電線路容易遭受雷擊的外相安裝1支避雷器，可以避免線路因為遭受繞擊雷而發生絕緣閃絡，同時在較大程度上提高線路耐反擊雷的能力。這也就是使用線路避雷器的效果所在。
2 內蒙古山區輸電線路的實際運行情況
內蒙古地區整體海拔高度較高，超高壓輸電線路多架設在曠野、山區等人煙稀少的地方，再加上風沙情況相當嚴重，所以導致了雷擊跳閘事故發生率的居高不下。但近年來，采用了一些新型防雷措施，使得線路的耐雷水平明顯提高。
①在山區輸電線路的絕緣配合上考慮耐受雷電過電壓的需要，酌量增加絕緣子片數。
②在桿塔上加裝線路避雷器成為一種有效、方便的防雷措施。線路避雷器在雷電活動強烈，降低桿塔接地電阻困難等特殊線段上安裝使用，可有效降低雷擊跳閘事故率，提高交流輸電線路的耐雷水平。
對于內蒙古地區500kV的輸電線路，線路避雷器在山區輸電線路已經開始使用，能夠有效地降低雷擊跳閘事故率。內蒙古地區包旗線為2006年施工建設的500kV線路，在雷害事故嚴重地段使用線路避雷器之后的跳閘率如表1所示。
但是在線路避雷器的使用過程中，也發現它的保護范圍只有1～3基桿塔，不能使鄰近桿塔線路絕緣子（串）得到確實有效的保護，沒有可外延的雷擊保護范圍，必須每基桿塔都裝設才會有效防止雷擊跳閘事故的發生。由于其造價很高，不能每基桿塔都裝設避雷器，導致線路長且桿塔數多的線路無法可靠經濟運行。
3 小結
常規的防雷保護措施由于其本身的不足，以及實際地理環境的影響，使得架空送電線路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，像內蒙古地區還相當高。但是隨著新型防雷保護措施的出現，特別是線路避雷器的使用，能夠很好地限制雷擊跳閘事故率，使內蒙古山區輸電線路的防雷工作邁上了一個新臺階。但是線路避雷器也有一定的缺陷，對于它的防雷效果還需深入研究。
參考文獻：
[1]周澤存，沈其工，方瑜，王大忠.高電壓技術[M].中國電力出版社，2005.
關鍵詞：高壓輸電線路；安全；運行
中圖分類號： TU714 文獻標識碼： A
隨著經濟進步與電力系統飛速發展，社會對高壓輸電線路運行要求不斷提高，其故障直接威脅著地區電力系統的安全運行，引起的經濟損失也越來越大，為保證高壓輸電線路的安全運行，就必須要加強對高壓輸電線路的運行與維護。
一、高壓輸電線路的維護特點
（1） 高壓輸電線路的結構參數如線路桿塔高、 絕緣子串長、片數多、 噸位等參數與其它普通線路不同。
（2） 高壓輸電線路運行參數高，500kV的輸電線路額定電壓高，沿線產生很大的電磁場，且沿線經過區域的地形特征復雜多樣。
（3）高壓輸電線路運行可靠性要求高，500kV輸電線路由于輸送電力的容量大，在電網中的地位很高，運行的可靠性和安全性都是運行過程中的重要參數。
（4）高壓輸電線路的雷擊率高，雷擊斷電問題一直輸電部門的重要工作內容。所以預防雷擊是高壓交流輸電線路維護的主要工作內容。
（5）絕緣子串的防污問題艱巨。
（6）高壓線路的桿塔高度，受風速影響很大，一旦輸電線路發生風偏放電跳閘現象，重合成功率不高。故高壓輸電線路的防風偏要求高。
（7） 高壓輸電線路桿塔的高度，使得空氣中的水汽含量相對較高，過冷卻水向著線路移動過多，就會導致線路覆冰現象出現。
二、影響高壓輸電線路安全運行的因素
2.1 雷擊
雷電是威脅安全供電的嚴重自然災害，雷電引起巨大的熱效應、電效應和機械力對輸電線路有極大的破壞力。輸電線路受雷擊引起線路跳閘的有：一是雷擊桿塔頂部發生閃絡并建立電弧，即為反擊過電壓閃絡。二是雷繞過避雷線擊于導線發生閃絡并建立電弧，即為繞擊過電壓閃絡。35kV線路多采用中性點不接地運行方式，當雷擊線路造成單相接地時，系統的接地電流只是電容電流，其數值不大，不會引起線路跳閘。只有雷擊線路造成兩相或三相接地短路時才會引起線路跳閘，故35kV線路雷擊跳閘均屬于反擊。
線路的反擊耐雷水平與雷電參數、桿塔型式、高度、導地線高度、避雷線耦合系數及分流系數、線路所處的地形、絕緣配置和接地裝置電阻值有關。山區線路不但有較高的擊桿率，而且地形影響導地線實際距離地面的高度。雖然根據規程的耐雷水平公式計算，在接地電阻、桿塔高度、桿塔幾何尺寸相同時，山區與平地線路的耐雷水平相等。但實際運行并非如此，山區線路的耐雷水平遠低于平地，且隨山體高度增加而減小。這是由于如桿塔立于山頂，導地線實際距地面的距離會增加山頂與山谷之間的高度差。這個高差少則十幾米，多則上百米。當桿塔型式、尺寸和絕緣子型式、數量一定后，影響線路反擊耐雷水平的主要因素則是桿塔接地電阻的阻值。位于高山的線路桿塔往往由于土壤電阻率較高，桿塔接地電阻難于降低。以110kV線路某桿型為例，不同接地電阻下的耐雷水平如下表。
接地電阻值（Ω） 7 15 30 50
耐雷水平（kA） 97.2 58.1 33.1 21.1
對于110kV線路，桿塔所處的地形、接地裝置電阻值是造成反擊高于繞擊的主要原因。因此，運行線路雷擊跳閘率過高時要適當縮短桿塔接地電阻的測量周期，及時改造接地電阻不合格的桿塔地網。對于桿塔接地電阻雖然能滿足規程或設計要求，但雷擊跳閘率過高的線路或重要線路應適當降低桿塔接地電阻。
線路繞擊發生的概率與避雷線對邊導線的保護角、桿塔高度、地面傾斜角、雷電流的大小、絕緣子串的50%沖擊放電電壓等因素密切相關。當桿塔型式一定時，線路繞擊耐雷水平決定于線路絕緣子串50%沖擊放電電壓。根據我國有關標準，現有110kV典型絕緣配置的線路的典型繞擊耐雷水平為7kA，220kV線路12kA，500kV線路為24kA。山區線路繞擊發生的概率要高于平原地區。當桿塔立于山頂時，導線離地實際高度增加，地面屏蔽效果減弱，使線路的繞擊率增大。當桿塔立于山坡上，地面傾斜角使山坡外側避雷線對導線的實際保護角增大，地面傾斜角越大，繞擊率越高。據有關文獻介紹，當地面傾斜角等于30°時的繞擊率是平地繞擊率的5.73～8.79倍。對于山區新建線路，盡量減小避雷線對邊導線的保護角，220kV及以上線路因采取0°或負角保護。對于運行線路，繞擊發生率較高時，應考慮易受繞擊的桿塔安裝線路避雷器或加裝防繞擊側針。
對于110kV線路來說，防繞擊和反擊同樣重要，對于220kV及以上線路重點是防繞擊。但在少數雷電活動較強的地區，也要重視防反擊。
2.2 動植物破壞
輸電線路無論是運行在室內或戶外，均會受到鳥獸的威脅，架空線路及桿塔上常有飛鳥停留、棲息，嚙齒類動物的啃噬對于室內及地下電纜的危害極大，粵東北山區植物一般多很長，有可能導致與輸電線路的距離過近，安全距離不足，植物與大地相連，通過植物導致的放電、接地現象時有發生。
2.3 外力破壞
外力破壞通常指的是用戶端由于各種故障導致的故障。由于用戶的設備原因會導致低壓相間短路的問題，還包括變壓器被燒壞、電桿被撞斷，甚至是高車將線路掛斷等都會出現高壓輸電線路故障。通常情況下，這種由于外力導致的故障，容易掌握故障的發生地點，故障查詢工作不繁瑣。與此同時，還有一種外力的破壞就是盜竊高壓輸電線路數設備，甚至有的地區出現過團伙盜竊。在農作物收割季節，出現收割機掛到輸電線路上，或者稻草燃燒等引起的高壓輸電線路故障也是發生過的。
三、高壓輸電線路的運行維護措施
3.1 110kV高壓輸電線路防雷
110kV輸電線路作為區域電能的輸送轉換中心，一旦發生雷電事故，將對居民的生命安全造成嚴重的威脅，下面簡單分析其相關的防雷措施：
（1）安裝線路避雷器和設置防繞擊水平橫針
在雷電較多的地區，使用適當的線路避雷器能夠有效防止雷害事故的發生，原因是：避雷器對絕緣子兩端的電位差有限制作用，所以能防止反擊事故的發生。經驗證，在雷電發生頻率較高的線路安裝若干組線路避雷器，能夠有效避免雷擊跳閘事故的發生。如果擔心雷電波會沿著線路侵入變電所或發電廠，可再安裝一組線路避雷器在線路的終端。此外，線路避雷器的安裝對接地有嚴格的要求，因為線路避雷器也是由接地裝置將雷電流泄入大地，故對桿塔的接地電阻及接地引下線的要求都非常嚴格，且應盡可能選用不需維護的線路避雷器。
防繞擊水平橫針設計的前提是“迎面先導”的原理，而其長度較短的是地線橫擔短針，不會吸引雷擊區域之外的雷擊電流。一是促使降低保護角度，二是由于針尖附近的電離場有著較低的強度，因此促使橫針可以最快速度組成迎面先導進而改變為下行先導，促使雷擊對桿塔頂產生直接影響，使在直擊相導線以而引起的雷擊意外事件發生次數減少。此時，110kV輸電線路將會提升到40～75kA的防雷擊水平，比普通的耐雷擊水平(4～7kA)高出很多，進而使輸電線路的運行安全得到有效的保障。
（2）架設耦合地線及塔頂防雷拉線
架設耦合地線。耦合地線的主要作用：一是增大避雷線與導線之間的耦合系數，從而養活絕緣子串兩端電壓的反擊和感應電壓的分量；二是增大雷擊塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。對于110kV輸電線路，不僅減少反擊跳閘次數，也減少了一相導線繞擊后再對另一相造成反擊跳閘的機率。為了提高線路的防雷性能，減少線路雷擊跳閘率，可采用在導線下面（或其附近）架設耦合線（即架空地線）的辦法。雖不能減少繞擊率，但能在雷擊桿塔時起分流作用和耦合作用，降低桿塔絕緣上所承受的電壓，提高線路的耐雷水平。對于經常受雷擊的桿段，對避雷線起分流作用和耦合作用（如表1所示），間接降低接地電阻；在重雷區的易擊點，可架設塔頂防雷拉線，當雷電流直擊導線時，首先會觸及防雷拉線，可以起到屏蔽作用和有一定的分流作用。
表1耦合系數的電暈校正系數
電壓等級（kV） 20～35 66～110 154～330 50
雙避雷線 1.1 1.2 1.25 1.28
單避雷線 1.15 1.25 1.3 ～
（3）降低桿塔接地電阻
雷擊桿塔時的塔頂電位與桿塔接地電阻密切相關， 降低桿塔接地電阻是防止反擊的有效措施。接地電阻超標的桿塔往往是在山區地質和地勢復雜的地段，降阻十分困難。應根據具體情況特殊設計。充分利用桿塔所在處的地形。采用切實可行的降阻措施在實際工程中。存在一些不當的降阻措施，如對桿塔進行降阻時。不管地質結構如何， 都采用打深井的方法進行降阻處理。因為桿塔接地的主要作用是防雷。而雷電流屬于高頻電流。有很強的趨膚性，在地中的流動也只是沿地表散流。深層土壤并不起作用。因此送電線路桿塔接地應以水平射線結合降阻劑降阻的方法進行降阻改造。而不能單純依靠打深井的辦法進行降阻。根據經驗。充分利用現場地勢，沿等高線做水平射線，或在巖性地帶利用巖性裂縫鋪設水平接地體并施加膨潤土類降阻劑，可有效地降低桿塔接地電阻。
（4）選擇消弧線圈連接中央式
在一些雷電活動較嚴重且接地電阻不易降低的地區，可將經消弧線圈接中央式應用于110kV及電壓數更低的，還可采用系統中性點不接地的方法，消弧線圈便能對大量的雷擊單相閃絡接地缺點進行消弧，便不會產生繼續共頻電流。即使雷擊引起二相或三相閃絡缺點，一相閃絡也不會出現跳閘，而是充當了避雷線，使分流增加，并對未閃絡相其耦協作用，降低了未閃絡相絕緣的電壓，使線路的耐雷水平得到了較大程度的提高。當前，我國的消弧線圈接中央式，能夠有效降低雷擊跳閘事故的發生率，運轉效果非常好。
3.2 全面預防因自然因素和外力破壞引起運行故障
這里所說的自然因素包括雷擊、冰凍以及鳥害。鑒于自然因素是引發電路故障的主要原因，所以在處理這類運行故障時，首先要做的工作就是加強輸電線路導線的絕緣性，具體措施為安裝支柱式絕緣子，并在一定程度上提高絕緣子的防雷擊能力；其次，在一些地域較為寬闊的場地安裝避雷裝置，以保護高壓輸電線路不受雷電干擾；再次，做好高壓輸電線路運行質量的檢查工作，加強線路故障的防范力度，避免高壓輸電線路運行故障發生；第四，在寒冷的冬季，為了避免高壓輸電線路導線因受凍而出現斷裂現象，應該定期組織工作人員對輸電線路的絕緣拉桿進行敲打；最后，做好高壓輸電線路的試運行試驗，安裝一定的防鳥裝置，降低鳥害事故發生率，切實保證城市，乃至國家電網的正常運行。
外力破壞引起電力線路的故障越來越多，一方面，依法保護電力設施的安全，嚴懲蓄意破壞分子；另一方面，增強宣傳力度，向沿線居民宣傳《電力法》和《電力設施保護條例》，使農民自覺維護電力線路器材。對于在線路附近有施工基建時，運行人員應及時予以制止吊車等大型施工機械在保護內違章施工作業，向施工人員和戶主宣傳電力法規和有關電力安全知識，并提出安全要求，告知通過線路下邊的允許高度，一般不低于5米（具體數字對照相關規范執行）；對于桿塔和拉線基礎距行車道路較近時，就在附近埋設可靠地防護樁；春季加強巡視，制止在線路兩側300米之內放風箏；燃燒農作物秸稈季節應提前對沿線種植戶進行摸排，向沿線居民進行線下禁止焚燒的安全教育，張貼散發宣傳單，告知其危害性；對于線路跨越有魚塘的地方，立警示牌，告之電力線路下，禁止釣魚；對于在偷盜嚴重區域桿塔9米以下螺栓及拉線UT線夾采取有效的防盜措施，防止他人盜取桿塔構件而造成事故。
3.3 加強高壓輸電線路的日常巡視、檢修
加大巡視力度，及時發現和處理線路故障是高壓輸電線路維護工作的第一步。對于輸電線路的運行維護來說，加強巡視，做好防范于未然，在事故還未成形之前就將故障隱患消除是最佳的方式。
（1）定期巡視。在規定時間內，每間隔一段時間就安排相關巡視人員對高壓輸電線路進行巡視、檢查，以期能對高壓輸電線路的運行狀況有一個全面、準確的了解。在巡視過程中，對所發現的潛在質量問題要采取相應措施及時進行處理，對線路缺陷進行消除，全面確保高壓輸電線路運行的安全性和可靠性。
（2）夜間巡查。夜間巡查是指在夜間( 一般為20：00 ～ 23：00之間的供電高峰負荷期），尤其是10月、11月陰雨天的夜間，為了保證供電安全，而對導線連接器或者絕緣子的污穢放電情況進行的巡查。
（3）特殊巡查。特殊巡查一般指的是在線路過負荷運行、所處地氣候發生劇烈變化（如洪澇、地震、泥石流、冰雹等）以及其它的一些特殊情況時，對某些部件、某段線路或者全線進行檢查，以便及時的發現部件變形損壞或者線路異常等情況的巡查。
（4）故障巡查。故障巡查主要是為了了解和掌握故障發生的原因、情況而進行的線路巡查。在巡查過程中，巡查人員一般要制作巡視筆錄，以杜絕漏查等現象的發生。同時，還要加強領導的監督力度，重點檢查巡查筆錄的填寫情況及時、有效的對巡查過程進行管理和控制，避免出現巡查事故。
3.4 輸電線路的運行監測
輸電線路的運行監測，既包括輸電線路實際運行狀態的監測，也包含天氣、溫濕度、風速、降雨等運行條件的監測。當前的運行監測是多種多樣的，但人為監測在我國仍然處于重要地位，這一方面是由于我國經濟發展水平和技術條件的限制，另一方面也是由輸電線路自身的狀況決定的。大量的長距離輸電線路運行條件惡劣，及時安裝了自動化的檢測設備，其運行穩定性和持續性也難以保障，在發生極端天氣的狀況下，線路的安全性都無法完全保障，精密監控設備就更加難以承受。但應當看到，自動化遠程在線監控仍然是發展的方向和趨勢。
輸電線路的在線監測系統包括：絕緣子污穢在線監測、線路覆冰在線監測、氣象參數監測、導線舞動在線監測、遠程遙視系統、導線溫度在線監測、防盜監測系統、電纜光纖測溫系統等。輸電運行部門在線監測裝置安裝前應根據裝置特點對安裝工藝、安全問題及其他注意事項提出明確要求保證線路安全運行。輸電運行部門應將在線監測裝置的檢查列入日常巡視維護工作，發現問題，巡視人員應及時上報。對在線監測裝置獲取的數據應及時、準確、全面的統計、分析及資料存檔。
四、結語
綜上所述，輸電線路在運行中受天氣、環境、外力及絕緣老化等因素影響，因此我們要有針對性地采取措施。這些措施的有效執行，則需要在管理和監督上加強工作。輸電線路運行和維護的工作辛苦而又重要，只有更好的執行狀態監測和狀態檢修工作，才能使這項工作更好的執行，保障輸電線路的安全。
參考文獻
[1]蔡敏.特高壓輸電線路運行維護技術的研究現狀分析[J].湖北電力，2011（06）.
【關鍵詞】 氧化鋅避雷器 發熱 檢測 維護措施
金屬氧化物避雷器moa是目前變電站限制雷電侵入波過電壓的主要設備，常用的無間隙氧化鋅避雷器其閥片具有著高涌流能力和很好的非線性特征，有效保護電氣設備避免因過電壓而造成絕緣擊穿。如果避雷器存在發熱等缺陷將失去保護作用，造成設備損壞甚至變電站停電等事故，因此運行中必須對避雷器工作狀態和性能進行檢測。在利用紅外線精確測溫技術對某變電站110kv ii母線避雷器進行測試時，發現b相避雷器呈現出發熱趨勢，對此本文進行了深入分析。
1 避雷器熱缺陷基本情況
110kv ii母線所采用的避雷器為yh10wz-100/200型無間隙氧化鋅避雷器，內部由氧化鋅閥片串聯疊裝而成直接承受電網運行電壓，正常情況下氧化鋅閥片具有較高的涌流能力和非線性特征，絕緣外套由硅橡膠和高強度環氧玻璃纖維套管制成。該避雷器戶外配置，常年經受雨雪、污穢及溫度變化的影響，運行環境較為惡劣，試驗人員8月27日在紅外精確測溫時發現b相避雷器中上部存在發熱，最高溫度達34.9℃，下部溫度29.6℃，單節溫差較大，并對3相避雷器進行了帶電測試：a相全電流0.607ma、阻性電流峰值0.094ma，b相全電流0.709ma、阻性電流峰值0.111ma，c相全電流0.613ma、阻性電流峰值0.097ma。
停電后將故障避雷器拆除并剝離復合外套，對整體氧化鋅閥片進行了直流試驗，剝除復合外套后0.75倍u1ma的泄漏電流值由原來的204ua下降到150ua，但是仍超出50ua的狀態檢修試驗規程標準。
2 發熱缺陷原因分析
2.1 解體查看
將氧化鋅閥片外的環氧樹脂外包殼分節切割和拆除，并注意了內部結構的保護。解體后發現氧化鋅閥片外絕緣層皮存在鼓脹現象，可見抽真空時可能存在密封不嚴。剝開外絕緣皮，發現氧化鋅閥片從上至下的四分之三區域存在白色粉末物體，并且只是分布在一側，并沒有散布在整體外表面，由紅外圖譜與氧化鋅閥片可見光照片對比可以看出，發熱閥片范圍和白色粉狀物分布范圍存在一致的對應關系，均是自高壓端至下的三分之二，并且紅外圖譜顯示避雷器在某一側溫度是最高的36.4℃，其他側面溫度相對較低2～3℃。
2.2 發熱原因分析
造成金屬氧化物避雷器泄漏電流和阻性電流異常通常有以下幾個方面原因。
（1）避雷器內部受潮。密封不良如運輸過程中橡膠絕緣外套受損出現了一些細微的裂紋、密封膠圈永久性壓縮變形等使潮氣侵入閥片；由于環境溫度冷熱交替，避雷器內空氣膨脹收縮的呼吸作用，使可能存在的微小漏孔逐步擴大，形成潮氣進入通道。當氧化鋅閥片受潮，運行中會造成泄漏電流增大，嚴重時可能出現沿閥片柱表面和絕緣套內壁表面的放電，甚至引起爆炸。
（2）閥片本身老化引起故障。由于氧化鋅閥片直接接入電網電壓，長期在工頻或諧振過電壓作用下避雷器絕緣性能會不斷劣化，當泄漏電流流過閥片時其中有功分量將使閥片本身發熱，造成其伏安特性變化，長期發熱導致溫升的后果是加速老化，陷入惡循環，直至發生熱擊穿。
（3）環境污穢影響引起的避雷器損壞。當環境污穢及在高溫環境下，極易造成避雷器電場分布不均，在避雷器上部靠近法蘭處電流很大更易引起老化。根據以往運檢記錄可知，避雷器故障大多發生在夏季高溫污穢地區。而且，當避雷器絕緣外套存在污穢在雨雪作用時，避雷器內外電位不同，使得閥片與絕緣外套間產生一個徑向電位差，可能造成局部放電。
（4）避雷器發生熱擊穿。當避雷器發熱功率比散熱功率大時，熱量的積蓄可使閥片溫度升高甚至使絕緣外套熱擊穿。發熱功率由通過閥片電流的有功分量決定，因此監測總電流中有功部分可以知道發熱功率的變化；而散熱功率取決于環境溫度、周圍介質和避雷器結構尺寸等因素。
該避雷器解剖后中上部氧化鋅閥片表面存在的白色粉末狀物質應是閥片進水受潮后發熱產生的遺留物，受潮造成避雷器絕緣水平下降，使泄漏電流增大；當內部不能保持足夠干燥時加速閥片老化，在中上部每節閥片的壓接處，發現有金屬銹蝕痕跡，而底部閥片節間仍保持光亮，說明避雷器中上部閥片發生
一定程度氧化。
3 處理和維護措施
針對金屬氧化物避雷器存在的發熱缺陷原因，結合國內外近年來運行經驗，做好防范措施：
（1）在選擇避雷器時，其氧化鋅閥片的設計、選材及裝配過程的密封、檢漏非常重要，特別是高阻層的致密性、耐潮性和絕緣性能關乎著運行過程中性能的穩定，把好導致避雷器熱缺陷的第一關。
（2）日常運行中要加強定期巡視和紅外線精確測溫，特別是雷雨季節前后和易發生故障位置，及早發現可能存在的避雷器熱點，根據輸變電設備狀態檢修試驗規程做好相關測試工作，認真分析直流電流1ma時的參考電壓值u1ma、75%u1ma時的泄漏電流等指標的變化情況，如果條件允許最好進行交流電流1ma時的參考電壓等項目診斷性檢測。
（3）要做好避雷器的防污措施，如定期進行清掃或涂抹防污閃rtv，避免因絕緣外套污穢而造成散熱不良和電場分布不均勻。
（4）完善檢測記錄，對運行中的全部避雷器分別建立技術檔案，將交接試驗、定期測試報告、紅外精確測溫圖譜以及在線監測儀的運行記錄都要入檔，并與歷史數據進行比較做好分析工作，加強全壽命周期管理。
4 結語
氧化鋅避雷器發熱缺陷對設備和電網安全運行有著較大的影響，根據多年運行記錄和國內外相關資料，氧化鋅避雷器故障原因通常有受潮、閥片老化、污閃、雷電和諧振過電壓等，但還有部分情況原因不明，需要在今后的實際運行中加強檢測分析、不斷總結，降低避雷器發熱的故障率，一方面要嚴格執行技術標準做好測試工作，還要在運行中積極引入各種先進檢測手段，避免避雷器熱缺陷造成變電站停電甚至事故擴大的情況發生。
參考文獻：
[1]gb 11032-2010，交流無間隙金屬氧化物避雷器[s].
