避雷器均壓環

氧化鋅避雷器和傳統的避雷器的差異是它沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用。其良好的伏安特性已成為電網安全運行的重要保障。500kV氧化鋅避雷器由3節氧化鋅瓷套單元組成，上部安裝有較大環徑的均壓環，且均壓環距離上節避雷器的下金屬法蘭較近。在例行的預防性試驗時，設備處於停電檢修狀態，避雷器的上部會通過線路地刀或接地線接地，即均壓環接地零電位。現場試驗時由於時間、檢修條件、設備等限制，通常都是採用不拆卸均壓環等進行試驗，因此試驗時，零電位的均壓環與高電位的避雷器金屬法蘭相隔較近，將會對測量結果造成一定的影響 ^[1]  。

對500kV氧化鋅避雷器進行預防性試驗時，直流1mA電壓U1mA及0.75U1mA下泄漏電流測試是其重要項目，該試驗項目可以及時發現金屬氧化鋅片是否受潮或老化。利用上述方法進行現場測試時，發現A相上節測得的泄漏電流為223μA，反覆幾次分別測量A、B、C相上節，仍無明顯變化。對中、下節利用同樣的原理進行測試，其測試結果完全符合各項要求。上節測試值明顯比出廠值偏大，避雷器出廠試驗是在未安裝均壓環時進行的。分析原因主要是由於零電位均壓環與施壓的上節避雷器的下金屬法蘭距離較近，產生強烈的空間雜散電流，該雜散電流和泄漏電流一起被測量，導致結果偏大。

1.仿真方法消除均壓環的影響

ANSYS 軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟件。電力系統中遇到的電磁場問題也經常採用ANSYS 進行解決。所以可以通過建立合適的有限元計算模型，選取合適的介電常數，應用ANSYS計算了測量500kV瓷套式氧化鋅避雷器上節單元直流0.75U1mA電壓下泄漏電流時產生的空間離散電流。

現場測量時，由於該雜散電路的存在，造成試驗數據產生誤差，部分結果可能大於試驗標準要求的注意值50μA。因此在進行該試驗時，應將微安表所讀數據減去空間離散電流，才是該避雷器上節的泄漏電流。

但是利用仿真方法消除均壓環的影響在現場應用中存在以下弊端：

1) 不同廠家、不同批次的避雷器尺寸、參數等不盡相同，因此如果利用該方法消除影響，則需要每次試驗前重新仿真，增加了現場工作量；

2) 現場環境變化莫測，難以建立可以通用的仿真計算模型;

3) 仿真計算的結果可能跟實際值存在誤會，影響最終試驗結果判斷。因此，對於預防性試驗等這種準確性要求較高的測試，利用仿真計算的方法消除均壓環的影響在現場應用尚不可取。

2.屏蔽罩消除均壓環的影響

通過前面分析可知，空間離散電流是通過上節避雷器的下端金屬法蘭處流入測量微安表的，因此現場測量時，可以利用熱縮套、純棉織物、絕緣紙等現場容易找到的包裹物，對上節避雷器的下端金屬法蘭進行多層包裹，以保證直流微安表所指示的電流值是流經氧化鋅閥片的泄漏電流，提高測量的準確性。

加裝屏蔽罩後，已經幾乎消除了均壓環對避雷器產生的空間離散電流的影響。但是該測量值比出廠值還是稍微有一點偏大，主要是因為該簡易屏蔽罩並非專門定製，很難完全將法蘭盤整體罩住，還是有極小部分的空間離散電流進入測量值中。

總之，對500 kV 氧化鋅避雷器上節進行直流泄漏電流測量時，加裝屏蔽罩能夠消除均壓環對測量結果的影響，而且現場安裝簡便，效果明顯，在現場試驗中可以大力推廣 ^[2]  。

1) 污穢的影響：避雷器外表面的污穢，除了對氧化鋅瓷套單元的電壓分佈的影響而使其內部泄漏電流增加外，其外表面的泄漏電流對測試結果的影響也不容忽視。污穢程度不同，環境温度不同，其外表面的泄漏電流對避雷器的泄漏電流測量影響也不一樣。因此現場測試時，如果污穢程度嚴重，應該先將避雷器表面清洗後，再進行試驗。

2) 温度的影響：由於氧化鋅避雷器的氧化鋅片在小電流區域具有負的温度係數及氧化鋅避雷器內部空間較小，散熱條件較差，加之有功損耗產生的熱量會使氧化鋅片的温度高於環境温度。這些都會使氧化鋅片的阻性電流增大，影響測量結果的判斷。因此，最終判斷避雷器的狀況必須結合現場的實際温度，綜合考慮。

3) 濕度的影響：濕度比較大的情況下，一方面會使避雷器瓷套的表面泄漏電流增大，同時也會使芯體的泄漏電流明顯增大。氧化鋅避雷器泄漏電流的增大是由於氧化鋅避雷器存在自身電容和對地電容，氧化鋅避雷器的芯體對瓷套、法蘭、導線都有電容，當濕度變化時，瓷套表面的物理狀態發生變化，瓷套表面和氧化鋅避雷器內部閥片的電位分佈也發生變化，泄漏電流也隨之變化。因此，現場試驗時當濕度超過80%時，建議停止試驗。

4) 高壓引線的影響：試驗時將高壓引線吊起與被試設備成90°並保持一定的水平距離後下垂，對減小空間雜散電流的影響能起到一定的作用。

氧化鋅避雷器在現場測量時受到現場設備和現場條件的限制，通常都是不拆卸均壓環進行試驗，此時避雷器均壓環將會對測量結果造成影響。

因此為了保證測量數據的真實性和可靠性，建議在對避雷器上節進行直流泄漏電流測量時加裝屏蔽套，有效地消除均壓環與避雷器產生的空間離散電流的影響。同時，現場測量的結果還應結合污穢、温度、濕度、試驗方法等多種影響因素綜合考慮，以得到一個相對真實的判斷，保證氧化鋅避雷器的安全運行 ^[3]  。