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電力系統(tǒng)防雷的時(shí)候，避雷器就像一道結(jié)實(shí)的屏障。工頻放電動(dòng)作電流呢，就是判斷這道屏障牢不牢固的關(guān)鍵指標(biāo)。
在電力系統(tǒng)里，避雷器是個(gè)重要裝置 —— 它能保護(hù)電氣設(shè)備，不讓雷電過(guò)電壓以及操作過(guò)電壓把設(shè)備弄壞。當(dāng)避雷器工作的時(shí)候，會(huì)有沖擊電流流過(guò)它，而工頻放電動(dòng)作電流，就是判斷避雷器性能好不好的關(guān)鍵參數(shù)之一。
一、工頻參考電流：核心概念解讀
避雷器的工頻參考電流很重要。我們用它來(lái)確定避雷器的工頻參考電壓，具體說(shuō)就是工頻電流里阻性分量的峰值。
如果電流不是對(duì)稱(chēng)的，我們就從兩個(gè)極性里挑數(shù)值高的那個(gè)峰值。這個(gè)電流得夠大，只有這樣，雜散電容對(duì)我們測(cè)出的避雷器參考電壓的影響才能不用考慮。
工頻參考電流的數(shù)值范圍，通常是制造廠(chǎng)定好的。就單柱避雷器來(lái)說(shuō)，它的參考電流一般在每平方厘米電阻片面積 0.05mA 到 1.0mA 之間。我們選這個(gè)參數(shù)的時(shí)候，要看避雷器的標(biāo)稱(chēng)放電電流，還要看線(xiàn)路的放電等級(jí)。
二、標(biāo)稱(chēng)放電電流：等級(jí)劃分依據(jù)
雷器的標(biāo)稱(chēng)放電電流，是用來(lái)劃分避雷器等級(jí)的放電電流峰值，而且這個(gè)電流得有 8/20 的波形。
這個(gè)電流值能看出避雷器能一直承受、還不會(huì)被弄壞的雷電流大小。按照我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，避雷器的標(biāo)稱(chēng)放電電流會(huì)按電壓等級(jí)分，具體有 20、10、5、3、1kA 這五個(gè)等級(jí)。
我們選避雷器標(biāo)稱(chēng)放電電流時(shí)，主要考慮三方面：被保護(hù)設(shè)備的電壓等級(jí)、雷電流通過(guò)避雷器的概率，還有絕緣損壞的風(fēng)險(xiǎn)。拿 110kV 的氧化鋅避雷器來(lái)說(shuō)，流過(guò)它的雷電流只有 4kA 左右，但對(duì)應(yīng)的避雷器標(biāo)稱(chēng)放電電流得是 10kA。
三、測(cè)量與試驗(yàn)：技術(shù)保障手段
測(cè)工頻放電動(dòng)作電流，我們得用專(zhuān)業(yè)的試驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)方法。脈沖電流法是常用的局部放電測(cè)試方法，IEC 還專(zhuān)門(mén)為這個(gè)方法定了個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就是 IEC-270。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)既說(shuō)了工頻交流下怎么測(cè)局部放電，也適合用來(lái)測(cè)直流條件下的局部放電。基本的測(cè)試回路有兩種，一個(gè)是直測(cè)法，另一個(gè)是平衡法。
直測(cè)法經(jīng)常碰到各種干擾，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候，這些干擾會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試的靈敏度。平衡法不一樣，它能很好地抑制共模干擾，所以用得很廣泛。
四、典型應(yīng)用：系統(tǒng)保護(hù)配置
給 220kV 輸電線(xiàn)路做防雷工作時(shí)，我們配置避雷器得綜合考慮好幾種因素。一方面得防止導(dǎo)線(xiàn)被雷直接擊中，一般會(huì)在整條線(xiàn)路上裝架空避雷線(xiàn)；另一方面要減少雷擊塔頂或者避雷線(xiàn)后引發(fā)的絕緣閃絡(luò)，我們可以用降低桿塔接地電阻、加強(qiáng)線(xiàn)路絕緣這些辦法。
500kV 系統(tǒng)的電壓等級(jí)高，所以對(duì)避雷器的性能要求更嚴(yán)。拿某 500kV 變電站的避雷器來(lái)說(shuō)，它因?yàn)樯a(chǎn)工藝有問(wèn)題，內(nèi)部受潮很?chē)?yán)重，還引發(fā)了內(nèi)部樹(shù)枝狀放電，這種問(wèn)題得通過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)和檢測(cè)才能找出來(lái)。
五、故障案例：異常原因分析
避雷器要是內(nèi)部出了毛病，可能會(huì)導(dǎo)致局部放電，這樣一來(lái)就會(huì)影響它的性能。有個(gè) 220kV 罐式避雷器的例子，它的芯組裝得偏心了，這就是局部放電異常的原因。這種裝配工藝不好的問(wèn)題，我們可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)、送回廠(chǎng)里拆開(kāi)檢查，還有仿真計(jì)算來(lái)診斷識(shí)別。
再看另一個(gè) 500kV 金屬氧化物避雷器的缺陷分析，避雷器受潮后，內(nèi)部會(huì)留下放電的痕跡。我們對(duì)內(nèi)部芯體單元做絕緣試驗(yàn)，就能確定是不是因?yàn)樯a(chǎn)工藝問(wèn)題，導(dǎo)致了絕緣缺陷。
我們得定期給恩彼邁避雷器做預(yù)防性試驗(yàn)和檢測(cè)，盯著它的工頻參考電流這些參數(shù)的變化 —— 這是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)發(fā)展，脈沖電流法、超高頻局部放電檢測(cè)這些先進(jìn)方法，能給避雷器狀態(tài)評(píng)估提供更精確的手段，守護(hù)電力系統(tǒng)的安全。
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