[科普中国]-避雷器均压环-

避雷器均压环按电压等级分有110kV避雷器均压环、220kV避雷器均压环、330kV避雷器均压环、500kV避雷器均压环、550kV避雷器均压环、750kV避雷器均压环、800kV避雷器均压环、1000kV避雷器均压环等。由于高压避雷器对地有杂散电容，使得沿避雷器的电压分布不均匀，这样电压高的地方就容易发生损坏，所以加一个避雷器均压环，用来均衡对地杂散电容，使电压分布均匀，不发生局部击穿而损坏。电压等级越高，对地杂散电容越大。

简介氧化锌避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。其良好的伏安特性已成为电网安全运行的重要保障。500kV氧化锌避雷器由3节氧化锌瓷套单元组成，上部安装有较大环径的均压环，且均压环距离上节避雷器的下金属法兰较近。在例行的预防性试验时，设备处于停电检修状态，避雷器的上部会通过线路地刀或接地线接地，即均压环接地零电位。现场试验时由于时间、检修条件、设备等限制，通常都是采用不拆卸均压环等进行试验，因此试验时，零电位的均压环与高电位的避雷器金属法兰相隔较近，将会对测量结果造成一定的影响1。

均压环对避雷器泄漏电流的影响对500kV氧化锌避雷器进行预防性试验时，直流1mA电压U1mA及0.75U1mA下泄漏电流测试是其重要项目，该试验项目可以及时发现金属氧化锌片是否受潮或老化。利用上述方法进行现场测试时，发现A相上节测得的泄漏电流为223μA，反复几次分别测量A、B、C相上节，仍无明显变化。对中、下节利用同样的原理进行测试，其测试结果完全符合各项要求。上节测试值明显比出厂值偏大，避雷器出厂试验是在未安装均压环时进行的。分析原因主要是由于零电位均压环与施压的上节避雷器的下金属法兰距离较近，产生强烈的空间杂散电流，该杂散电流和泄漏电流一起被测量，导致结果偏大。

消除均压环的影响1.仿真方法消除均压环的影响

ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。电力系统中遇到的电磁场问题也经常采用ANSYS 进行解决。所以可以通过建立合适的有限元计算模型，选取合适的介电常数，应用ANSYS计算了测量500kV瓷套式氧化锌避雷器上节单元直流0.75U1mA电压下泄漏电流时产生的空间离散电流。

现场测量时，由于该杂散电路的存在，造成试验数据产生误差，部分结果可能大于试验标准要求的注意值50μA。因此在进行该试验时，应将微安表所读数据减去空间离散电流，才是该避雷器上节的泄漏电流。

但是利用仿真方法消除均压环的影响在现场应用中存在以下弊端：

1) 不同厂家、不同批次的避雷器尺寸、参数等不尽相同，因此如果利用该方法消除影响，则需要每次试验前重新仿真，增加了现场工作量；

2) 现场环境变化莫测，难以建立可以通用的仿真计算模型;

3) 仿真计算的结果可能跟实际值存在误会，影响最终试验结果判断。因此，对于预防性试验等这种准确性要求较高的测试，利用仿真计算的方法消除均压环的影响在现场应用尚不可取。

2.屏蔽罩消除均压环的影响

通过前面分析可知，空间离散电流是通过上节避雷器的下端金属法兰处流入测量微安表的，因此现场测量时，可以利用热缩套、纯棉织物、绝缘纸等现场容易找到的包裹物，对上节避雷器的下端金属法兰进行多层包裹，以保证直流微安表所指示的电流值是流经氧化锌阀片的泄漏电流，提高测量的准确性。

加装屏蔽罩后，已经几乎消除了均压环对避雷器产生的空间离散电流的影响。但是该测量值比出厂值还是稍微有一点偏大，主要是因为该简易屏蔽罩并非专门定制，很难完全将法兰盘整体罩住，还是有极小部分的空间离散电流进入测量值中。

总之，对500 kV 氧化锌避雷器上节进行直流泄漏电流测量时，加装屏蔽罩能够消除均压环对测量结果的影响，而且现场安装简便，效果明显，在现场试验中可以大力推广2。

避雷器泄漏电流测试影响因素1) 污秽的影响：避雷器外表面的污秽，除了对氧化锌瓷套单元的电压分布的影响而使其内部泄漏电流增加外，其外表面的泄漏电流对测试结果的影响也不容忽视。污秽程度不同，环境温度不同，其外表面的泄漏电流对避雷器的泄漏电流测量影响也不一样。因此现场测试时，如果污秽程度严重，应该先将避雷器表面清洗后，再进行试验。

2) 温度的影响：由于氧化锌避雷器的氧化锌片在小电流区域具有负的温度系数及氧化锌避雷器内部空间较小，散热条件较差，加之有功损耗产生的热量会使氧化锌片的温度高于环境温度。这些都会使氧化锌片的阻性电流增大，影响测量结果的判断。因此，最终判断避雷器的状况必须结合现场的实际温度，综合考虑。

3) 湿度的影响：湿度比较大的情况下，一方面会使避雷器瓷套的表面泄漏电流增大，同时也会使芯体的泄漏电流明显增大。氧化锌避雷器泄漏电流的增大是由于氧化锌避雷器存在自身电容和对地电容，氧化锌避雷器的芯体对瓷套、法兰、导线都有电容，当湿度变化时，瓷套表面的物理状态发生变化，瓷套表面和氧化锌避雷器内部阀片的电位分布也发生变化，泄漏电流也随之变化。因此，现场试验时当湿度超过80%时，建议停止试验。

4) 高压引线的影响：试验时将高压引线吊起与被试设备成90°并保持一定的水平距离后下垂，对减小空间杂散电流的影响能起到一定的作用。

总结氧化锌避雷器在现场测量时受到现场设备和现场条件的限制，通常都是不拆卸均压环进行试验，此时避雷器均压环将会对测量结果造成影响。

因此为了保证测量数据的真实性和可靠性，建议在对避雷器上节进行直流泄漏电流测量时加装屏蔽套，有效地消除均压环与避雷器产生的空间离散电流的影响。同时，现场测量的结果还应结合污秽、温度、湿度、试验方法等多种影响因素综合考虑，以得到一个相对真实的判断，保证氧化锌避雷器的安全运行3。

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学