避雷器的安全运行与预防性试验
春回大地，万物复苏，“惊蛰”之后，雷声渐起。轰隆隆的雷声带给龟裂土地的是久违的甘霖，带给纵横电网的却是挑战和对决。在漫漫的未来征途上，人类也有智慧循序渐进征服肆意凶焊万钧雷霆，确保电网无恙。防雷保护已不是什么新话题，但防雷保护总离不开避雷器，避雷器是一种过电压保护设备，采用避雷器与电气设备并联运行，能有效地保护过电压对电气设备的损坏。当出现大气过电压时，避雷器即能放电，将雷电流泄入大地，从而限制被保护设备绝缘上的过电压，使设备的绝缘免受损伤或击穿; 当过电压消失后，避雷器火花间隙迅速恢复对地绝缘，自动将工频续流截断，恢复到正常运行状态。
避雷器防雷保护的效果，取决于避雷器的残压、侵入波陡度，以及避雷器与被保护设备之间的电气距离，而关键在于接地，完善可靠的保护接地装置是避雷器安全运行的必备条件。但在运行管理中，运行人员容易产生一种麻痹思想，认为电气设备已安装防雷避雷器就可高枕无忧。然而忽略了避雷器本身还可能存在着各种缺陷和隐患。为能及时发现避雷器运行中可能潜伏的各种缺陷与隐患，因而必须按规程规定，对避雷器进行周期性的预防性试验，确保避雷器安全挂网运行，避免因避雷器的故障而造成跳闸或停电事故。
一、避雷器的安全运行条件
1. 避雷器选择使用的一个共同原则：避雷器的额定电压应不低于安装地点电网的额定电压，在避雷器的选用上其伏秒特性上限应低于被保护设备的伏秒特性下限。避雷器残压也应小于被保护设备绝缘耐压的允许程度，其数值应小于冲击波的幅值。
2. 避雷器的灭弧电压应大于安装地点电网的最高工频相电压，即在系统发生单相接地情况下，避雷器也能可靠地熄灭工频续流电弧。
3. 伏秒特性曲线是表征避雷器火花间隙在冲击电压与作用下放电性能的曲线，即火花间隙的放电电压与作用时间的关系。为此，避雷器火花间隙的伏秒特性曲线，任何时刻都应低于被保护设备的伏秒特性曲线，两曲线绝对不能相交，这样避雷器才能与被保护设备之间达到应有的绝缘配合。
4. 避雷器的防雷效果，关键在于接地，只有装设可靠完善的接地装置，才能对被保护设备起到有效的防雷效果。
二、完善避雷器的接地装置
避雷器接地体的电阻大小是安全运行和防雷效果的关键，接地装置包括接地体和接地引线。为确保接地电阻符合技术要求，接地体的埋设一定按技术规范进行施工，才能使接地电阻达到技术标准。
人工接地体是几根垂直埋入地下的角钢，(50*50*4mm)(或镀锌管) 与水平埋入地下扁钢(40*4mm)焊接成接地体，垂直埋入地下角钢的距离为3~5m。若接地体埋设地点为高电阻土壤，应推广使用长效化学降阻剂，或延伸接地体，以降低接地电阻。为防止接地体的过快腐蚀，所有接地装置的钢构件均应热镀锌处理，以提高接地体的使用寿命。
接地连接线的要求：外敷接地引下线的截面积应不小于30mm2; 接地引出线可采用扁钢，其
截面积应不小于50mm2。引下线与引出线的电气连接应牢固可靠，需用螺栓紧固或电焊焊接，焊接处应涂敷防腐剂。
在发生雷击时，雷电流陡度很高，即雷电流等值频率很高，雷电流通过接地引下线时会产生很强的集肤效应，所以对接地引下线的导电率要求不高，一般可采用镀锌钢绞线即可满足防雷保护的要求。若用铝绞线效果反而不大好，因铝导线机械强度较差并容易腐蚀，同时也不经济。
三、避雷器损坏的症状
避雷器的试验技术数据表明，10千伏避雷器工频电压试验，放电电压为23~33千伏，在其预防性试验中，若测出放电电压数值低于或高于23~33千伏者均为不合格。虽然有些避雷器从外观上看并无放电烧损痕迹，瓷裙完整无损，但在做工频放电电压试验时，其缺陷便暴露无遗，不是泄漏电流大，就是放电电压不合格。
此类潜存着缺陷的避雷器若挂网运行，一旦遇下雨受潮其工频放电电压低者，若单相不合格就会发生单相接地故障，若两相不客观则会发展两相短路。若在雷雨天气，当电网线路遭受雷击时产生的雷电流或感应过电压，对工频放电电压高的避雷器则不会放电，强大的雷电流将会损坏被保护的设备，或使被保护设备带上危险的感应过电压。为此，如将有着潜存缺陷与隐患的避雷器挂网运行，轻者即会引起线路跳闸，重者则会造成电网的停电事故。所以此类不合格避雷器挂网运行，必然不会起到防雷的保护作用，为此对挂网运行避雷器(或新投入运行) 都应按规程规定进行预防性试验。
四、避雷器的预防性试验
1. 避雷器绝缘电阻的测量
绝缘电阻的测量，对FS 型避雷器而言，主要是检查密封情况，若密封不严必然会引起内部受潮，因而使绝缘电阻明显下降。按预试规程要求，测量时应试验2500V 兆欧表进行，测得其绝缘电阻应不低于2500M Ω。测试前将避雷器瓷套表面擦干净，否则会因外套表面泄漏电流而影响测试的准确性。为此，在进行测试前需用吸水性好的干净布将瓷套表面擦干净，用细金属线在外套第一个伞裙下部绕一圈再接到兆欧表“屏蔽”接线柱上以消除影响。在测试中兆欧表与避雷器连接线要尽量短，并保证电气接触良好，测试时兆欧表应水平放置，摇速均匀，并以每分钟120转为宜，以取得良好的测量效果。
对FZ 型避雷器而言，除检查内部是否受潮外，还要检查并联电阻是否断裂、老化，若并联电阻老化、断裂，因接触不良，将使绝缘电阻增大。为确保测量值得准确，应测量二次并比较数据是否有变化。测量应使用同一电压等级的同一块兆欧表进行测量，否则无法比较。
2. 直流1毫安参考电压试验
测试时在避雷器两端施加0.75倍1毫安直流电压(直流电压脉动率不大于±1.5%)，当通过避雷器的电流稳定在1毫安时。避雷器两端的电压应不小于25千伏。
3. 直流泄漏电流试验
测试时在避雷器两端施加0.75倍1毫安直流电压后，通过避雷器的泄漏电流应不大于50μA 。在测试过程中，当泄漏电流达到30μA 后还要继续升高电压，这时泄漏电流会剧增，此时应缓慢升高电压，如升压过快测量会不准确。为防止瓷套表面泄漏电流的影响，测试前应使用吸水性好的布将瓷套外表面擦干净，以消除影响。
4. 带并联电阻避雷器电导电流的测量
测量带并联电阻避雷器的电导电流使用的微安表，其表的准确度应不低于1.5级，连接导线要粗且短，以减小导线电阻对测量的影响。测量时还要注意电晕电流及高电压周围杂散电容的影响。不宜用静电电压表测量。测试设备要远离容易产生干扰磁场的设备，或设置屏蔽措施。
测量电导电流时，其直流试验电压的施加应从足够低的数值开始然后缓慢升高，分段施加电压并分段读取电导电流值。待试验电压保持在规定时间后，如微安表指针没大摆动，其显示值即为该电压的电导电流值。
如果并联电阻老化、接触不良，则电导电流明显下降，若并联电阻断裂，则电导电流降到零。假如并联电阻本身进水受潮，电导电流会急剧增大，一般可达1000μA 以上。
为确保测试数的安全、准确，还要对不同温度下测量的电导电流值进行比较，并将它们换算到同一温度的电导电流值。经验证明，温度每升高10℃，电导电流则大约增大3%~5%。
5. 不带并联电阻避雷器的工频放电试验
测试避雷器的工频放电电压，是检查避雷器保护性能的必须项目。对每个避雷器应做三次工频放电试验，并联三次放电电压的平均值作为该避雷器的工频放电电压，当每次试验的实际间隔不小于1min 。
工频放电试验与一般耐压试验相似，只不过工频放电的电压不是定值，而是升高到避雷器放电。其升压的速度为每秒3~5千伏为宜，在间隙放电0.5s 内切断电源，故其试验回路内应装设过流速断保护。
6. 氧化锌避雷器的试验
MOA 是一种新型的过电压保护设备，它具有比碳化硅避雷器更加优越的保护性能，因而在电力系统的防雷保护中得到广泛应用。在电力设备的预防性试验规程中明确了试验项目、周期和要求。氧化锌避雷器的试验，除绝缘电阻、底座绝缘电阻，放电计数动作情况等常规试验项目外，还要测量直流1μA 电压及0.75倍1μA 直流电压的泄漏电流。
0.75倍直流电压下直流泄漏电流的测量，其目的在于检测长期允许工作电流的变化情况，其泄漏电流应不大于5μA ，此电流值与避雷器的使用寿命密切相关。同时还要以此值与制造厂家规定值进行比较，其变化应不大于±5%，若过高将使保护设备的绝缘裕度降低; 若过低
MOA 可能会在各种操作和故障的瞬时过电压下发生爆炸。若MOA 瓷套表面严重受潮，也会对测量值产生影响，因此在测试时应消除表面泄漏对试验造成影响。
运行电压的交流泄漏电流的测量。该试验是测量全电流、阻性电流和功率损耗，若测得全电流值比初始值增加20%以上，或超过厂家规定值时，应立即引起关注并加强运行监视。若测出全电流值比初始值增加50%以上时，应即退出运行进行排除。若测出的阻性电流比厂家规定值增加一倍以上时，也应退出运行，待查明原因进行排除或更换，却不可带故障运行。 在对MOA 进行上述试验时，应记录当时环境温度、相对湿度和运行电压，还要注意相关干扰的影响，在试验中设法加以消除。
7. 其他试验
随着新设备，新的测试手段的不断出现，避雷器既有可能开展带电测试电导电流和带电红外测温试验。为确保避雷器的可靠安全运行，避雷器新投入运行3个月内，以及每年的秋检时，均应按规程规定进行一次普测，并将普测数据记录存档，以备下次测试进行比较，有利于检查发现稳存的问题。
采用红外热成像仪进行测温，即能测出微小的温度变化，就能比较横向法兰或瓷套表面温度的差别。若是温度偏差大，即表明该避雷器可能存在缺陷，必须作进一步检查，待查明原因进行排除或更换后方可挂网运行，
五、结束语
避雷器时电网过电压的保护设备，也是电网防雷保护的有效设备之一。为确保避雷器的安全可靠运行，除满足安全运行条件外，还要按规程要求每年秋季进行预防性试验。
测试实践表明，避雷器带电测试方法的推广应用，即能正确掌握避雷器性能状况提供科学依据，为实施预知性检修创造了条件，为电网安全可靠供电奠定基础，从而为电力企业提高经济效益发挥作用。