金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法
【專利摘要】一種金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，所述方法包括以下步驟：選擇閥片并記錄試驗環(huán)境；記錄試驗前閥片的各項性能；確定施加多重雷電流的參數(shù)；記錄對閥片施加多重雷電流沖擊的試驗過程；測量試驗后閥片的各項性能；評價閥片耐受多重雷電流沖擊的能力。本發(fā)明提出的金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法能模擬實際雷電流包括首次雷擊電流、后續(xù)雷擊電流、中間長時間雷擊電流作用下避雷器的狀況，試驗方法切實可行。
【專利說明】金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬氧化物避雷器試驗技術(shù)，尤其是涉及一種金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]避雷器是配電線路上大量采用的有效防雷措施，由于其安裝數(shù)量多、分布范圍廣等原因，其壽命評估、試驗方法、運維方案一直是國內(nèi)外電力系統(tǒng)運維、狀態(tài)評價和資產(chǎn)管理面臨的難題。國內(nèi)外運行經(jīng)驗表明，雷擊本身是造成配電線路避雷器故障最主要的原因，避雷器在實際雷電流沖擊下的特性是其運行狀態(tài)評估、試驗方法、保護效果與配合方式等方面面臨的關(guān)鍵問題。國內(nèi)外雷電觀測表明，70%以上的雷擊為多重雷擊，當前國內(nèi)外線路避雷器試驗標準中考慮多重雷擊電流沖擊耐受的試驗方法和設(shè)備僅能進行單脈沖的模擬。例如，《GB11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中對于強雷電密度區(qū)標稱放電電流20kA的I?52kV避雷器，對試品采用4組(每組五次)8/20 μ s沖擊電流波標稱放電電流的沖擊電流預備性試驗與時間間隔為50?60s的30/80 μ s沖擊電流波，40kA沖擊電流3次對避雷器雷電流耐受能力進行試驗；《DL/T815-2012交流輸電線路用復合外套金屬氧化物避雷器》標準中對于帶間隙避雷器，考慮多重雷擊的能量時，在通過4/10 μ S沖擊電流波的大電流沖擊耐受的基礎(chǔ)上，其比例單元(或電阻片)應(yīng)能耐受2ms方波沖擊電流18次，并根據(jù)不同的系統(tǒng)標稱電壓規(guī)定了不同的方波沖擊電流幅值。這些試驗方法僅能進行單脈沖的模擬，多次重復試驗的最小時間間隔為10s，遠大于實際多重雷擊的時間間隔，無法模擬實際多重雷擊造成的電動力和熱效應(yīng)累積。由于沖擊電流對氧化鋅非線性電阻的影響具有累積效應(yīng)，相隔時間為ms級甚至μ s級的多重電流沖擊顯然要比單次電流沖擊嚴酷得多，故一些已通過單次沖擊電流試驗的氧化鋅過電壓保護裝置在實際使用中經(jīng)常發(fā)生沖擊老化破壞，達不到過電壓保護的目的，甚至由自身故障造成系統(tǒng)事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有試驗方法的不足，本發(fā)明提供一種金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，該方法能夠模擬實際多重雷電流對金屬氧化物避雷器的影響，用以考核金屬氧化物避雷器對多重雷電流的耐受能力。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，其特點在于該方法包括以下步驟:
[0006]①記錄實驗室環(huán)境的氣壓、溫度、濕度，選擇一批用于試驗的金屬氧化物避雷器的閥片；
[0007]②測量所述的閥片在標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓，記錄閥片X射線衍射分析或紅外光譜分析或超聲波掃描分析的結(jié)果，記錄閥片的外觀照片；[0008]③確定對所述的閥片施加多重雷電流沖擊的首次雷擊電流、后續(xù)雷擊電流和中間長時間雷擊電流的幅值、施加次數(shù)、順序和時間間隔；
[0009]④按步驟③對所述的閥片施加多重雷電流沖擊，記錄閥片通過電流和閥片殘壓的幅值、波形、時間間隔，采用高速攝影儀或紅外熱像儀記錄多重雷電流沖擊閥片的過程；
[0010]⑤如對閥片停止多重雷電流沖擊試驗，則進入步驟⑥，否則再更換閥片重復步驟
③?步驟④；
[0011]⑥采用《GB 11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中的方法，測量經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片在標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓，記錄經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片X射線衍射分析或紅外光譜分析或超聲波掃描分析的結(jié)果；
[0012]⑦比較步驟②和步驟⑥的測量結(jié)果，當試驗后閥片標稱放電電流下的殘壓和在直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓的變化超過試驗前閥片原參考電壓的_2%?+5%的范圍，或者閥片發(fā)生明顯的外觀損傷，則判定為閥片不合格。
[0013]所述的首次雷擊電流的波形為10/350 μ s沖擊電流波、8/20 μ s沖擊電流波、4/10 μ S沖擊電流波或30/80 μ S沖擊電流波，所述的模擬后續(xù)雷擊電流的波形只要求波頭在0.25?4μ s的沖擊電流波，所述的模擬中間長時間雷擊電流的波形采用持續(xù)時間小于IOms的方波。
[0014]與現(xiàn)有試驗方法相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]本發(fā)明提出的金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法能模擬實際雷電流包括首次雷擊電流、后續(xù)雷擊電流、中間長時間雷擊電流作用下避雷器的狀況，試驗方法切實可行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法實施例流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明方法作詳細說明，本實施例按本發(fā)明技術(shù)方案實施，給出了詳細的實施方式和具體過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于此實施例。
[0018]實施例如圖1，
[0019]本發(fā)明金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，所述方法包括以下步驟:
[0020]步驟1:記錄實驗室環(huán)境氣壓為102kPa，溫度為25°C、濕度為9g/m3，選擇20片用于IOkV氧化鋅線路避雷器的閥片，其8/20 μ S沖擊電流波標稱放電電流為5kA，直徑為35mm,高度為30mm, 2ms方波通流容量為150A。
[0021]步驟2:采用《GB11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中的方法，測量閥片標稱放電電流下的殘壓為10kv，直流參考電流為ImA時的直流參考電壓為6kV，記錄試驗前閥片X射線衍射分析和超聲波掃描分析的結(jié)果，記錄閥片的外觀照片。
[0022]步驟3:采用多重沖擊電流發(fā)生器，確定施加多重雷電流沖擊的各個分量的施加順序為一次模擬首次雷擊電流一一次模擬后續(xù)雷擊電流一一次模擬中間長時間雷擊電流—一次模擬后續(xù)雷擊電流，模擬首次雷擊電流波形為10/350 μ s沖擊電流波，幅值為20kA，模擬后續(xù)雷擊電流波形為1/10 μ S沖擊電流波，幅值為10kA，模擬中間長時間雷擊電流波形為5ms方波，幅值為500A，各沖擊電流的時間間隔為35ms。
[0023]步驟4:對閥片施加多重雷電流沖擊，記錄閥片通過電流和閥片殘壓的幅值、波形、時間間隔，采用高速攝影儀或紅外熱像儀記錄多重雷電流沖擊閥片的過程。
[0024]步驟5:更換閥片重復進行步驟3?步驟4共20次后進行下一步驟。
[0025]步驟6:采用《GB 11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中的方法，測量經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓，記錄經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片X射線衍射分析或紅外光譜分析或超聲波掃描分析的結(jié)果。
[0026]步驟7:比較多重雷電流沖擊試驗前后閥片標稱放電電流下的殘壓、直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓和閥片的外觀特性，分析多重雷電流沖擊對閥片的影響，評價閥片耐受多重雷電流沖擊的能力。
[0027]所述步驟7中，采用《GB 11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中的方法，測量試驗前后閥片標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓變化如果超過原參考電壓的-2%或+5%，或者閥片發(fā)生明顯的外觀損傷，則認為閥片失效。
[0028]應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，其特征在于該方法包括以下步驟: ①記錄實驗室環(huán)境的氣壓、溫度、濕度，選擇一批用于試驗的金屬氧化物避雷器的閥片; ②測量所述的閥片在標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為IrnA或2mA時的直流參考電壓，記錄閥片X射線衍射分析或紅外光譜分析或超聲波掃描分析的結(jié)果，記錄閥片的外觀照片； ③確定對所述的閥片施加多重雷電流沖擊的首次雷擊電流、后續(xù)雷擊電流和中間長時間雷擊電流的幅值、施加次數(shù)、順序和時間間隔； ④按步驟③對所述的閥片施加多重雷電流沖擊，記錄閥片通過電流和閥片殘壓的幅值、波形、時間間隔，采用高速攝影儀或紅外熱像儀記錄多重雷電流沖擊閥片的過程； ⑤如對閥片停止多重雷電流沖擊試驗，則進入步驟⑥，否則再更換閥片重復步驟③?步驟④； ⑥采用《GB11032-2010交流無間隙金屬氧化物避雷器》標準中的方法，測量經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片在標稱放電電流下的殘壓和直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓，記錄經(jīng)過多重雷電流沖擊試驗的閥片X射線衍射分析或紅外光譜分析或超聲波掃描分析的結(jié)果； ⑦比較步驟②和步驟⑥的測量結(jié)果，當試驗后閥片標稱放電電流下的殘壓和在直流參考電流為ImA或2mA時的直流參考電壓的變化超過試驗前閥片原參考電壓的_2%?+5%的范圍，或者閥片發(fā)生明顯的外觀損傷，則判定為閥片不合格。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器多重雷電流耐受試驗方法，其特征在于所述的首次雷擊電流的波形為10/350 μ s沖擊電流波、8/20 μ s沖擊電流波、4/10 μ s沖擊電流波或30/80 μ s沖擊電流波，所述的模擬后續(xù)雷擊電流的波形只要求波頭在0.25?4 μ s的沖擊電流波，所述的模擬中間長時間雷擊電流的波形采用持續(xù)時間小于IOms的方波。
【文檔編號】G01R31/00GK103743968SQ201310690459
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】陳堅, 廖一帆, 江安烽, 王國利, 傅正財, 孫偉 申請人:上海交通大學, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司