3~500kV交流电力系统

　　金属氧化物避雷器技术条件

　　SD 176-86

　　中华人民共和国水利电力部

　　关于颁发《3～500kV交流电力系统

　　金属氧化物避雷器技术条件》和《3～500kV交流电力

　　系统金属氧化物避雷器使用导则》的通知

　　(86)水电技字第55号

　　现颁发《3～500kV交流电力系统金属氧化物避雷器技术条件》(SD176- 86)和《3～500kV交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》(SD177-86)，自 1986年12月1日起施行。

　　该《技术条件》和《使用导则》，系参照国际电工委员会(IEC)有关标准文件 并按我国目前金属氧化物避雷器制造和电网情况所制订，是选用和鉴定国产避雷 器的技术依据，也是选用进口避雷器的参照文件。

　　施行中的问题和意见，请告北京清河电力科学研究院高压所水利电力部避雷 器标准化技术委员会秘书处。

　　1986年8月25日

　　1 总论

　　1.1 适用范围

　　本标准适用于为限制3～500kV交流电力系统过电压而设计的无间隙金属氧 化物阀型避雷器(金属封闭式避雷器的特殊要求须另作补充规定)。

　　1.2 运行条件

　　1.2.1 正常运行条件

　　符合本标准的避雷器，在下列条件下可用于户内和户外。

　　a.环境温度不高于+40℃，不低于-40℃，日温差不超过25℃；

　　b.在太阳光的幅射下，避雷器瓷套表面的温度一般不超过60℃；

　　c.海拔高度不超过1000m；

　　d.交流电源的额定频率为50Hz及60Hz；

　　e.长期加在避雷器接地端与导线之间的工频电压，不得超过避雷器的持续运行 电压；

　　f.最大风速为35m/s，顶端最大水平拉力(不包括避雷器本体风压)，对系统额 定电压在63kV及以下为294N(30kgf)，110～220kV为490N(50kgf)，330～ 500kV为1470N(150kgf)；

　　g.覆冰厚度不大于2cm；

　　h.地震裂度为七度及以下的地区。

　　1.2.2 异常运行条件

　　在下列异常条件下工作的避雷器，使用单位在订货时应预先说明，由厂家按 合同条件提供。

　　a.环境温度超过+40℃或低于-40℃；

　　b.海拔高度超过1000m；

　　c.同可能损坏绝缘表面或安装金具的烟雾或蒸汽接触；

　　d.等值附盐密度大于0.03mg/cm2；

　　e.过度遭受湿汽、雨水或蒸汽的侵袭；

　　f.异常摇动或机械震动；地震裂度超过七度的地区；风速超过35m/s；高覆冰 地区；

　　g.非正常的运输或贮存；

　　h.有效接地系统的避雷器规范应符合表6的规定。线路长度超过表6的规定 时，使用单位在订货时应预先说明，要求制造厂按合同条件提供。

　　2 定义

　　2.1 无间隙金属氧化物避雷器

　　由串联和/或并联连接的非线性金属氧化物电阻片(阀片)构成而没有任何串联 或并联放电间隙的避雷器。

　　2.2 非线性金属氧化物电阻片

　　非线性金属氧化物电阻片是避雷器的一部分，具有非线性伏安特性。它在正 常工频电压下呈高电阻，当大的放电电流通过时呈低电阻，从而限制了避雷器两 端的电压。

　　2.3 避雷器的比例单元

　　是用适当的瓷套组装起来的一个完整部分；对于某一特定的试验，它必须能 代表整只避雷器的性能。避雷器的比例单元不一定是避雷器节。

　　2.4 避雷器节

　　是用瓷套组装起来的一个完整部分。它可以与其他避雷器节相串联和/或并 联，构成更高额定电压或更大额定电流的避雷器。

　　2.5 避雷器压力释放装置

　　为了释放由避雷器内部闪络或通流时间过长而引起的避雷器内部过高的压 力，防止瓷套粉碎性爆炸的一种结构。

　　2.6 避雷器的额定电压

　　避雷器两端子间允许的最大工频电压的有效值，其数值由动作负载试验确定 (6.5条)，避雷器在该电压下能正确地动作，额定电压是用作表明其工作特性的基 准参数。

　　2.7 避雷器的持续运行电压

　　允许持续施加在避雷器两端之间的工频电压的有效值。

　　2.8 避雷器的额定频率

　　使用避雷器的电力系统的频率。

　　2.9 击穿放电

　　在电压的作用下，随着绝缘破坏而出现的现象，包括电压突降和电流导通。 这个术语适用于固体、液体和气体，以及由这些介质组成的复合介质的电击穿。

　　注：固体绝缘介质中的击穿放电将造成其电气绝缘强度的永久性的破坏。在 液体和气体介质中电气绝缘强度是可恢复的。

　　2.10 击穿

　　通过固体介质的击穿放电。

　　2.11 闪络

　　沿着固体介质表面的击穿放电。

　　2.12 冲击

　　一种单方向的电压或电流波，没有明显的振荡，迅速地上升到最大值，而后 (通常)较慢地下降到零值，有时有反极性的小波。

　　规定冲击电压或冲击电流的参数是极性、峰值、波前时间及波尾时间。

　　2.13 陡波冲击电流

　　具有视在波头时间1μs的冲击电流，设备调整在±10%(即0.9～1.1μs) 范围内，视在半峰值时间为5μs或大于5μs。

　　2.14 雷电冲击电流

　　波形8/20μs冲击电流，设备调整视在波头时间为7μs至9μs，视在半 峰值时间为18～22μs。

　　2.15 方波冲击电流

　　一种冲击波，迅速上升到最大值，在规定的时间里大体上保持恒定，然后迅 速下降到零。

　　规定方波冲击的参数是极性、峰值、峰值视在持续时间和总视在持续时间。

　　2.16 冲击峰值

　　电压或电流冲击波的最大值。如果迭加有振荡时，参见6.4.2.c项和6.5.3.2项。

　　2.17 冲击波前

　　冲击波在达到峰值之前的那一部分。

　　2.18 冲击波尾

　　冲击波在峰值之后的那一部分。

　　2.19 冲击波的视在原点

　　在伏秒或安秒曲线上，由零电压或零电流的时间轴与通过冲击波前上两个参 照点的直线的交点确定，对于冲击电流，其参照点应是峰值的10%和90%。

　　注：上述定义适用于横坐标和纵坐标的刻度是线性的。参见第2.20条的注。

　　2.20 冲击电流波的视在波前时间T

　　此时间(以μs为单位)等于冲击电流从峰值的10%增加到90%所需时间的1.25 倍。

　　注：如果波前有振荡，10%和90%参考点将在通过振荡波形的平均曲线上取。

　　2.21 冲击波前视在陡度

　　冲击波的峰值与视在波前时间的比值。

　　2.22 冲击波视在半峰值时间T2

　　从视在原点到电压或电流下降至半峰值的时间间隔，以μs表示。

　　2.23 冲击波形的表示

　　由两个数字组合而成，第一个表示视在波前时间(T1)，第二个表示视在半峰值 时间(T2 )，单位为μs，它可写成T1/T2，符号“/”无数字意义。

　　2.24 方波冲击波峰值视在持续时间

　　冲击幅值大于峰值的90%所占的时间。

　　2.25 方波冲击波总视在持续时间

　　冲击幅值大于峰值的10%所占的时间，如在波前有小的振荡，可作一条平均 曲线，以确定达到10%幅值的时间。

　　2.26 冲击反极性振荡的峰值

　　冲击电压或冲击电流，在达到持久零值之前，在零值附近振荡时，其反极性 所达到的最大幅值。

　　2.27 避雷器的放电电流

　　通过避雷器的放电电流。

　　2.28 避雷器的标称放电电流

　　用以划分避雷器等级的放电电流峰值，其波形为8/20μs。

　　2.29 避雷器的操作冲击电流

　　视在波前时间为30±3μs，视在半峰值时间大致为2倍视在波前时间的冲 击电流。

　　2.30 避雷器的持续电流

　　在持续运行电压下，流过避雷器的电流。

　　注：持续电流包含阻性和容性分量，可能受温度和对地杂散电容的影响而变 化。避雷器试品的持续电流与完整的避雷器的持续电流可能不同。

　　2.31 避雷器的工频参考电流

　　避雷器的工频参考电流是工频电流阻性分量的峰值。它等于或大于额定电压 下的电流，用以确定避雷器的工频参考电压。参考电流应选得足够大，以消除由 于均压和杂散电容对测量参考电压的影响，其数值由制造厂规定。

　　2.32 避雷器的残压

　　放电电流通过时，在避雷器端子间呈现的电压。

　　2.33 避雷器的工频参考电压

　　避雷器在工频参考电流下测得的电压峰值。

　　2.34 避雷器的工频耐受伏秒特性

　　避雷器的工频耐受伏秒特性表明，避雷器在规定的条件下，施加不同的电 压，而不发生损坏或热崩溃的相应最长持续时间。

　　2.35 预期电流

　　假如在回路内的给定点用阻抗可以忽略的导体将回路短路，在该点所流过的 电流。

　　2.36 避雷器的保护特性

　　避雷器的保护特性由下列内容组成：

　　a.按照6.3.1款的规定测得的陡波冲击电流残压；

　　b.按照6.3.2款的规定测得的雷电冲击伏安特性；

　　c.按照6.3.3款的规定测得的操作冲击电流残压。

　　2.37 避雷器的热崩溃

　　“热崩溃”这个术语用以描述避雷器的功率损耗随温度的升高而不断增加， 从而又使温度上升，直至避雷器损坏的状态。

　　2.38 避雷器的热稳定

　　“热稳定”这个术语用以描述避雷器经受动作负载试验之后所引起的温升， 在施加规定的持续运行电压和规定的环境条件下，随时间逐渐下降的状态。

　　2.39 型式试验(设计试验)

　　本试验是在新设计的避雷器完整样品上进行的试验，目的是确定其有代表性 的特性并证明它符合本标准。试验完成后，除非更改设计会影响到性能，否则不 需要重复进行。

　　2.40 例行试验

　　为了保证产品符合设计规范，按照需要对每个避雷器或部件、材料所作的试 验。

　　2.41 验收试验

　　制造厂和用户之间协商同意，在一批订货的避雷器或代表样品上所作的选择 性试验。

　　2.42 接地故障因数

　　在三相系统中的一个选定地点(通常是指设备安装处)，在给定的系统结构 下 ，当发生接地故障时，健全相的最大工频对地电压有效值与无故障时该点的工 频相电压有效值之比。

　　注：①这个接地故障因数纯粹是一个比值(其值大于1)，以通用的术语来表 明这个系统从这个选择点看过去的接地条件特征。此比值与该点的实际运行电压 值无关。地故障因数等于过去曾经使用过的接地因数乘以3。

　　②接地故障因数可用从所选择的地点看进去的系统相序阻抗进行计算， 对任何旋转电机的阻抗，均采用次暂态电抗。

　　③所有的中性点有效接地系统，其零序阻抗与正序阻抗之比均小于3。 如果零序电阻不超过正序电抗，其接地故障因数不超过1.4。

　　2.43 避雷器的直流参考电流与参考电压

　　避雷器的直流参考电流是伏安特性上拐点附近的某一电流值。该值与电阻片 材料及尺寸有关，其数值约在1～10mA之间。该电流值由制造厂确定并提供给 用户。

　　直流参考电压是避雷器在直流参考电流下测得的电压，对交流避雷器而言， 该电压值只供校核使用。

　　3 避雷器的标志和标准额定值

　　3.1 避雷器的标志

　　避雷器铭牌上最少应标明下列内容：

　　a.系统额定电压

　　b.避雷器持续运行电压

　　c.避雷器额定电压

　　d.额定频率

　　e.标称放电电流

　　f.长持续时间放电等级

　　g.压力释放电流等级

　　h.制造厂的名称、商标、型号及标志

　　i.制造年月

　　j.产品生产及组装编号，生产许可证号数。

　　3.2 标准额定电压

　　标准额定电压见表1。

　　系统额定电压为110kV及以上时，可按《使用导则》的规定，在几种不同额 定电压值的避雷器中选用，避雷器额定电压值应能被6整除。

　　3.3 标准额定频率

　　标准额定频率为50Hz及60Hz。

　　3.4 标准标称放电电流

　　标准标称放电电流分为：20kA、10kA、5kA、3kA和1kA五种，其波形 为8/20μs。

　　4 避雷器分类

　　4.1 避雷器等级划分

　　避雷器的标准标称放电电流和系统额定电压是划分避雷器等级的主要依据， 并至少应满足表2列的试验要求和工作特性。

　　注：①20kA系列用于系统额定电压为500kV，变电站只装有一组避雷器的场合。

　　②10kA系列分为Ⅰ、Ⅱ两级长持续时间放电等级，Ⅰ级用于系统额定电压 为500kV,变电站装有两组及以上避雷器的场合。Ⅱ级主要用于系统额定电压为 330kV的系统。

　　③5kA系列分为Ⅰ、Ⅱ级。Ⅰ级主要用于系统额定电压为220kV的系统，Ⅱ 级用系统额定电压为110kV的系统。

　　④3kA和1kA系列用于系统额定电压为3～63kV系统。

　　5 一般试验程序

　　5.1 试验样品和测量

　　除另有规定外，全部试验应在同样的若干避雷器、避雷器节或避雷器比例单 元上进行，试品必须是新的、清洁的和装配完整的，并且尽可能按运行情况布 置，如有均压环，也应装上。当试验是在避雷器比例单元上进行时，对于一个特 定的试验而言，避雷器比例单元必须能代表整只避雷器的性能。

　　测量装置应符合GB311.2～6-83《高电压试验技术》的要求，并按照有 关试验条款，确认所获得的数值是正确的。

　　5.2 工频电压试验

　　所有工频试验应该用交流电压进行，其频率为50±2Hz或60±2Hz。工频 试验电压的波形应符合《GB311.2～6-83》的要求。

　　5.3 湿试验

　　湿试验应符合《GB311.2～6-83》的要求。

　　湿试验仅对安装于户外的避雷器进行。

　　5.4 人工污秽试验

　　试验目的，是为了判明金属氧化物电阻片在人工污秽条件下温度升高值低于 动作负载试验时所规定的温度值。

　　6 型式试验(设计试验)

　　6.1 总则

　　下列型式试验按表2的要求进行。

　　(1)工频参考电压试验(6.2条)；

　　(2)残压试验(6.3条)；

　　(3)长持续时间冲击电流耐受试验(6.4条)；

　　(4)动作负载试验(6.5条)；

　　(5)工频耐受伏秒特性试验(6.6条)；

　　(6)压力释放试验(6.7条)；

　　(7)内外绝缘工频耐压试验(6.8条)；

　　(8)抗地震能力试验(6.9条)；

　　(9)机械强度试验(6.10条)；

　　(10)人工污秽试验(6.11条)；

　　(11)电压分布试验(6.12条)。

　　试品的数量及其条件规定在各个条款中，只是安装方法和支持结构布置不 同，而在其他方面都以同样的结构、相同的特性(包括散热条件和内部气体)，同样 部件为基础的避雷器，均可视作是同一设计。

　　6.2 工频参考电压试验

　　工频参考电压应在避雷器比例单元和节上测量，按照避雷器的标称放电电流 和长持续时间放电等级，在工频参考电压下的电流为1～20mA。这个电流值指 的是阻性电流峰值，并由制造厂规定。测量应在环境温度为25±10℃下进行， 同时将温度记录下来。

　　6.3 残压试验

　　本试验按5.1和6.1条的规定，在三只完整的避雷器或避雷器比例单元上进 行。避雷器的额定电压高于3kV时，试品的额定电压至少应为3kV，但不必超过 12kV。放电的间隔时间应能使试品冷却到接近环境温度。

　　当在避雷器比例单元上进行试验时，整个避雷器的残压等于比例单元所测得 的残压值乘上其额定电压与比例单元的额定电压之比。

　　避雷器的陡波冲击电流(6.3.1款)、标称放电电流(6.3.2款)和操作冲击电流 (6.3.3款)下的残压，均不应超过表3中相应的避雷器的最大残压。

　　6.3.1 陡波冲击电流残压试验

　　对每个试品施加峰值为避雷器标称放电电流值的陡波冲击电流(2.13条)3次 (峰值误差为±5%)。9次电压峰值的最大值定义为避雷器的陡波冲击电流残压。

　　6.3.2 雷电冲击电流残压试验

　　对每个试品施加3次雷电冲击电流(2.14条)。其峰值分别近似为0.5、1.0和 2.0倍的避雷器标称放电电流峰值。9个试验点的最大包络线绘成一个残压--放 电电流曲线，从曲线上读出对应于标称放电电流下的残压，定义为避雷器的标称 雷电冲击残压。

　　注：如果无法用这些电流中的任何一种在整只避雷器上进行验收试验时，为了和 整只避雷器比较，可在避雷器比例单元上进行，其电流范围为标称放电电流的 0.01～0.25倍。

　　6.3.3 操作冲击电流残压试验

　　对每个试品施加3次操作冲击电流(2.29条)，其峰值列于表4。避雷器在相应 电流下的操作冲击残压由9个电压峰值中最大的值确定。

　　注：制造厂应另提供0.25倍表4中电流下的残压值，供用户校核时使用。

　　6.4 长持续时间冲击电流耐受试验

　　6.4.1 总则

　　为了便于估算，在进行该项试验之前，应测量每个试品在标称放电电流下的 雷电冲击残压。

　　根据5.1和6.1条，每次长持续时间冲击电流耐受试验将在三只新的整只避雷 器、避雷器比例单元或电阻片上进行。这些试品除了为估算目的而进行上述试验 外，在这之前不得做任何试验。非线性金属氧化物电阻片在该项试验过程中，可 以暴露在静止的25±10℃空气中。如果避雷器的额定电压不低于3kV，则试品 的额定电压至少应为3kV，但无需超过6kV。如果避雷器的脱离器与避雷器设计 成一体，这些试验应按运行条件带脱离器进行，所有这些试验必须在分布参数发 生器上进行。

　　每个试品的长持续时间冲击电流耐受试验，共作18次放电，其中每3次为一 组，共分6组。两次动作之间的时间间隔应为50s到60s，每组之间的时间间隔 应能使试品冷却到接近环境温度。在每一试验过程中，均应录取第1次和第18次 放电时试品的电压和电流示波图。

　　在进行长持续时间冲击电流耐受试验后，当试品冷却到接近环境温度时，为 了便于与试验前的测量值进行比较，应对试品重新进行残压试验。残压平均值的 变化不应超过5%。

　　试验完成后，应对试品进行检查，金属氧化物电阻片应无击穿、闪络、开裂 或其他损坏痕迹。

　　6.4.2 对系统额定电压为220～500kV避雷器的要求

　　冲击发生器的特性，如链数、元件的电感、电容和损耗应满足一定的要求， 在进行避雷器试品的长持续时间冲击电流耐受试验之前，应按下述程序予以校 核。

　　将冲击发生器充电到不低于规定充电电压Uc的50%的一个合适电压Ud，然 后通过一阻值约等于R1的低电感负载电阻放电。表5列出了基于不同放电要求的 四种不同等级避雷器的Uc和R的值。

　　UR：试品额定电压，以kV有效值表示。

　　峰值视在持续时间与表6中的线路长度相对应。

　　如果放电电流的峰值Id符合下式时，则认为冲击发生器的特性是符合要求 的。

　　式中，K值应在0.95～1.05间，Ud以kV、Id以kA·R1以Ω为单位表 示。冲击电流须基本上为矩形波，并须满足下列要求：

　　a.峰值视在持续时间应在表5规定值的100%～120%之间；

　　b.总视在持续时间不应超过峰值视在持续时间的50%；

　　c.振荡或起始的凸起不应超过电流峰值的10%，如出现振荡应画平均线来确 定峰值；

　　d.如果电流脉冲之后有一反极性短脉冲，后者的峰值不应超过前者峰值的 10%。

　　在完成前述的校核程序之后，将试品代替负载电阻，进行长持续时间冲击电 流耐受试验。如果前述K值不超过1.0，则此时充电电压应为Uc；如果K值超过 1.0，则将充电电压增加到KUc。

　　注：①K值允许有一个变化范围，它意味着负载电阻制造公差和冲击发生器的阻 抗与理想值R1的偏差。

　　②当负载电阻值与冲击发生器阻抗之和超过2R1时，所规定的充电电压的小 的增量是为了使预期电流恢复到要求的数值。

　　③负载电阻和冲击发生器阻抗应接近相等，以获得基本上符合规定的矩形波 冲击电流，并保证无反向电流，或者即使有，也保持在规定的不超过主冲击电流 的10%的限度以内。

　　6.4.3 对系统额定电压为110kV及以下避雷器的要求

　　在进行避雷器长持续时间冲击电流耐受试验之前，无需对冲击发生器进行校 核调整。试品可与其他线性或非线性电阻并联或串联。试品应能经受规定次数的 放电动作。增加的电阻器的数量和阻值以及充电电压的选择，应使通过试品的电 流基本上是矩形波，其峰值视在持续时间为2000μs，电流值见表7。

　　6.5 动作负载试验

　　6.5.1 总则

　　这是用对避雷器施加规定次数的规定冲击，并同时施加规定的工频电压，以 模拟运行条件的试验。在加工频电压过程中，电压的变化不得大于1%。

　　对这些试验的主要要求是，在工频电压下，避雷器能够冷却下来，不发生热 崩溃。因此要求被试避雷器比例单元的瞬态和稳态散热能力应等于或小于完整避 雷器的散热能力。

　　试验应按5.1和6.1条的规定，在三只完整的避雷器或避雷器比例单元上进 行，试验时试品周围的静止空气温度为20±5℃，试验前试品应在烘箱中预热， 使试验开始时试品温度为60±3℃。

　　注：所定温度为周围气温和太阳辐射影响以及避雷器瓷套污染影响的加权平 均值。

　　如果整只避雷器的额定电压不小于3kV，则试品的额定电压至少应为3kV， 但无需大于12kV。由于试验设备的限制，对额定电压高于12kV的避雷器，通常 须在避雷器比例单元上进行本试验。重要的是，试品的电压和通过它的电流要尽 可能地代表整只避雷器的情况。

　　避雷器能否通过动作负载试验的重要参数是电阻片功率损耗。因此，动作负 载试验应该在没有老化的电阻片上、在提高的试验电压和下进行。电阻片 在该电压下与老化过的电阻片在正常电压值Uc和UR下，具有相同的功率损耗， 提高的试验电压值应由加速老化试验确定，方法见6.5.2.2项。

　　加于被试避雷器比例单元上的电压应等于整只避雷器的电压乘以比例单元与 整只避雷器的额定电压之比。

　　6.5.2 加速老化试验

　　该试验的目的是确定在动作负载试验中所使用的电压和(见图1和图 2)，从而使动作负载试验能在没有老化过的新电阻片上进行。

　　6.5.2.1 试验过程

　　试品施加电压为1.05倍持续运行电压，持续时间为1000h，在此期间要控制 电阻片表面的温度在115±4℃。

　　加速老化试验过程中，电阻片可放在避雷器所充气体的容器中。如果试验是 在空气中进行的，必须证明在空气中进行的试验等价于在避雷器所充气体中进行 的试验。证明周围气体可忽略不计的试验。必须在基本形状和几何尺寸相同的电 阻片上进行。对于密封的避雷器还需要证明压力的影响，试验的等价性由进行试 验的单位提出结论。

　　试验应在置于密闭容器中的单个电阻片上进行，容器中气体的体积至少是电 阻片体积的2倍，气体密度不小于实际气体密度。

　　注：为实现上述要求，可将由电极和绝缘子组成的容器放入加热到规定温度 的烘箱中。

　　对于在持续运行电压下，电压分布均匀的避雷器，加到被试避雷器比例单元 上的工频试验电压，应相当于1.05倍整只避雷器的持续运行电压除以整只避雷器 包含的相似比例单元的总数。

　　对于电压分布不均匀的避雷器，其工频试验电压应对应于在整只避雷器施加 1.05倍连续运行电压时，避雷器比例单元上所达到的最高电压。

　　上述老化试验，应在三只典型的试品上进行，其参考电压等于或小于组成整 只避雷器的各节参考电压总和的，n为整只避雷器额定电压和试品额定电压的 比。

　　6.5.2.2 试验中额定电压和持续运行电压的修正

　　三只试品应加热到115±4℃，并在加压后的1～2h内，测量1.05Uc下电 阻片的功率损耗P1c。在相同的条件下测量老化1000h后电阻片的功率损耗P2C ，在这个过程中，试品加压不得间断。

　　如果P2c比P1c大，则可确定每个试品的比值K=P2c/P1c。在这种情况 下进行动作负载试验时，应将持续运行电压Uc和额定电压UR分别增长到UC*和 U*R，以补偿由于老化而引起的功率损耗的增长。如果P2c等于或小于P1c，则 直接使用不加修正的Uc和UR。

　　U*C和U*R分别为三个值中最大的一个，按下列方法确定：

　　在环境温度下，对三个新的电阻片分别测量在电压1.05Uc和UR下的功率损耗P1c和P1R，然后将电压增长到1.05U*C和U*R，使在该电压下的功率损耗P2c 和P2R符合下列关系

　P2c/P1c=Kc　；P1R/P1R=Kc

　　其中：Kc为由老化试验所确定的三个功率损耗比值中的一个最大值。

　　测量时间应尽可能短，以避免由于发热而引起功率损耗增加。

　　6.5.3 雷电冲击动作负载试验

　　6.5.3.1 总则

　　本试验适用于系统额定电压为110kV及以下的避雷器。

　　在进行雷电冲击动作负载试验之前，在环境温度下测定三只试品在标称放电 电流下的雷电冲击残压值(6.3.2条)，然后，试品应承受20次波形为8/20μs，幅 值为避雷器标称放电电流值的冲击放电的调整试验，放电时间间隔为50～60s。 这项调整试验也可在温度为25±10℃静止空气中的电阻片上进行。测量的冲击 电流峰值应在规定峰值的90%～110%之间。

　　上述试验后，电阻片备作将来动作负载试验之用，见图1。

　　6.5.3.2 试验程序

　　动作负载试验开始时，完整避雷器比例单元的温度应为25±10℃。

　　本项试验对每个试品施加4/10μs冲击电流两次，其幅值见表8规定。该冲 击电流与上述规定试验具有相同的极性。

　　在两次冲击之间，避雷器比例单元应冷却或预热到60±3℃。

　　图1  系统额定电压为110kV及以下

　　避雷器动作负载试验的要求

　　设备容许的调整偏差应能使所测得的冲击电流在下列范围之内：

　　a.峰值在规定峰值的90%～110%；

　　b.视在波前时间从3.5～4.5μs；

　　c.视在半峰值时间从9～11μs；

　　d.任何反极性电流波的峰值应小于规定电流峰值的20%；

　　e.冲击波的小振荡是允许的，只要在波峰附近振荡的幅值小于冲击波峰值的 5%即可。在这种情况下测量时，应该用一条平均线来确定峰值。

　　在最后一次大电流冲击之后，应尽快(最长不超过100ms)在试品上施加修正过 的额定电压(U*R)和修正过的1.05倍持续运行电压(1.05U*C)，此电压保持时间分别 为10s和30min，以验证是否热稳定(见图1)。

　　每次冲击试验时，应记录电流，对于同一试品所记录的电流，应表明无击穿 和无闪络迹象。

　　在施加工频电压期间，应连续记录试品在1.05U*C下的电流。

　　应监视非线性金属氧化物电阻片的温度或电流有功分量或功率损耗，以判断 是否热稳定。

　　试验程序的最后部分，当试品冷却到接近环境温度时，重新进行残压测量。

　　如果试品达到了热稳定和试验前后残压测量值变化小于5%，并经过试品检 查，证明非线性金属氧化物电阻片没有明显的击穿、闪络或破裂，则避雷器即通 过了本试验。

　　6.5.4 操作冲击动作负载试验

　　6.5.4.1 总则

　　本试验适用于系统额定电压为220～500kV的避雷器。

　　在进行操作冲击动作负载试验之前，在环境温度下，测定三只试品在标称放 电电流下的雷电冲击残压值(6.3.2款)。然后，试品应承受20次波形为8/20μs， 幅值为避雷器标称放电电流值的冲击放电的调整试验，放电时间间隔为50～ 60s。接着按表8中规定的幅值，做两次4/10μs大电流冲击试验。该项调整试 验也可在温度为25±10℃静止空气中的电阻片上进行，测量的冲击电流峰值应 在规定峰值的90%～110%之间。

　　上述试验后，电阻片备作将来动作负载试验之用。

　　6.5.4.2 试验程序

　　在操作冲击动作负载试验开始时，完整避雷器比例单元的温度应为60±3℃。

　　避雷器试品应承受表5中规定的长持续时间冲击电流两次(6.4.2款)，放电时 间间隔为50～60s。并使长持续时间冲击电流与上述规定冲击电流具有相同极 性。

　　在第二次长持续时间冲击电流试验后，避雷器比例单元必须在3倍峰值视在 持续时间(即6T)后脱离试验线路。然后，在100ms之内立即接到工频电源上，对 试品施加由加速老化试验确定的修正过的额定电压(U*R)和修正过的1.05倍持续运 行电压(1.05U*C)，电压持续时间分别为10s和30min，以验证是否热稳定。

　　记录第二次长持续时间冲击试验的电压和电流，在施加工频电压期间，应连 续记录试品的电流和电压。

　　应监视非线性金属氧化物电阻片的温度或电流的阻性分量或功率损耗，以判 断是否热稳定。

　　完成上述试验程序后，当试品冷却到接近环境温度时，重新进行残压测量(见 图2)。

　　图2  系统额定电压为220～500kV

　　避雷器动作负载试验的要求

　　如果试品达到热稳定和试验前后残压测量值变化小于5%，并经过试品检查， 证明非线性金属氧化物电阻片没有明显的击穿、闪络或破裂，则避雷器即通过了 本项试验。

　　6.5.5 工频耐受伏秒特性试验

　　本项试验是雷电冲击和操作冲击动作负载试验的附加要求，其目的是找出避 雷器通过规定的能量后，施加于避雷器上的工频电压和相对应的最长耐受持续时 间的关系，并给出工频耐受伏秒特性曲线(不少于5个点)，该试验可以在承受了大 电流冲击和长持续时间冲击电流后而无损坏或发生热崩溃的试品上进行，并在曲 线上给出施加工频电压之前试品吸收的能量。

　　用比例单元作为试品，试品数量不得少于15支，每3支为1组，每组试品施 加基本相同的工频电压，各组施加不同的工频电压。施加的最高电压不得低于比 例单元额定电压的1.2倍。每支试品试验后求得一个试验点(即一个电压值与其对 应的时间值)；各试验点的最小包络线，即为工频耐受伏秒特性曲线。

　　6.5.5.1 试验程序

　　(1)将试品预热到60±3℃；

　　(2)施加一次长持续时间冲击电流；

　　(3)冷却50～60s；

　　(4)施加一次长持续时间冲击电流；

　　(5)第二次长持续时间冲击通过后，在3倍峰值视在持续时间之后(即6T)，将 试品脱离分布参数发生器，并在100ms时间内向试品施加预定的工频电压，监视 通过试品的电流；

　　(6)加1.05倍UC电压10min。

　　试品耐压后不应损坏或发生热崩溃。

　　施加工频电压期间，试品两端电压变化不得大于1%。

　　6.6 压力释放试验

　　本条适用于绝缘瓷套密封带有压力释放装置并用于大气中的避雷器。对于其 他型式的避雷器，如全封闭组合电器(GIS)中的避雷器的试验，应按用户与制造厂 协议办理。

　　6.6.1 总则

　　当避雷器装有压力释放装置时，应按本条进行试验。此项试验旨在证明当避 雷器故障时不会引起瓷套粉碎性爆炸。每次试验应在新瓷套组装的试品上进行， 一只试品在大电流下试验(6.6.2款)，另一只试品在小电流(6.6.3款)下试验。

　　为在试品内部引起短路电流，全部非线性电阻片可用熔丝旁路。熔丝应在试 验电流导通后第一个30°电角度内熔断。旁路非线性电阻片的熔丝沿着电阻片的 轮廓紧贴其外表面装配。

　　试品应按照制造厂的说明，模拟实际装置的条件安装。试品的上端应装以另 一节的端部结构或端盖。无论如何，应使用最能限制压力释放的那一种方式。其 绝缘底座应与一个近似圆形围栏的顶部在同一水平面上，围栏至少是30cm高，试 品围在中心，围栏直径等于试品直径加上2倍试品高度，最小直径应为1.8m。如 果试品保持原样或者非爆炸性破坏，即避雷器的所有部分都包在围栏内部，则认 为试品通过了该项试验。

　　试验电源的频率应在48～52Hz之间，或在58～62Hz之间。

　　6.6.2 大电流压力释放试验

　　试品应是符合5.1条规定的不同设计的每一种避雷器最长的一节，并认为该 试验结果适用于同一设计的所有额定电压的避雷器。

　　注：①设计是按避雷器节的额定电压比例，将非线性串联和并联电阻片组合 在避雷器节内。若避雷器设计个别的节含有不同比例和数量的非线性串联和并联 电阻片，则其试验程序应由用户与制造厂协商确定；

　　②避雷器的每节使用横截面尺寸相同的绝缘瓷套。若避雷器由不同截面 尺寸的绝缘瓷套组成，即底部一节尺寸较大，则应对每种截面尺寸的最长节做试 验。

　　电源的短路容量应当足够大。当用阻抗可忽略的连线将避雷器短路时，电流 交流分量的有效值在0.2s内不会降到规定值的75%以上。试验回路的短路功率因 数不应大于0.1(X/R≥10 )。

　　如有可能，试验应在单相回路、电压为避雷器额定电压77%～100%之间的条 件下进行。但对于高电压避雷器，试验站不会有足够的功率满足所有避雷器在 77%额定电压下作试验。因此，在以下6.6.2.1项和6.6.2.2项中，给出两种大电流 压力释放试验方法供选择。

　　注：77%电压相当于额定电压为系统线电压75%的避雷器上施加的电压(即在 具有1.3接地故障因数的安装点)。对于接地故障因数为1.39或1.73的安装点，相 应的电压则分别为避雷器额定电压的72%或58%。

　　该项试验应能证明它通过了表9中某一压力释放等级的要求。试验电流通过 试品至少应为0.2s。

　　表9  压力释放试验要求

　　6.6.2.1 在77%额定电压下的大电流试验

　　首先应作测量预期电流的试验，用一个阻抗极小的导体将避雷器短路，回路 参数和合闸开关的时间整定，应使电流的交流分量有效值等于或超过表9压力释 放等级所对应的数值，以及在第一个主要波的电流峰值至少为电流交流分量有效 值的2.5倍。试验中电流的第一个波必须是主波。

　　然后拆除短路导体，用同样的回路参数及合闸时间对避雷器试品作试验。

　　在避雷器内部受到限制的电弧电阻，会降低电流的交流分量和峰值，这不会 减少试验的有效性。因为作这个试验至少是在正常运行电压下进行的，对试验电 流的影响与实际运行故障时相同。试验中的故障电流，就是在用阻抗极小的导体 将避雷器短路的试验中所测预期电流交流分量的有效值，因此，可认为避雷器通 过了试验。

　　6.6.2.2 低于77%额定电压下的大电流试验

　　在回路电压比试品额定电压的77%低得多的情况下作试验时，避雷器内电弧 的电阻与试验回路的阻抗相比就不成比例地高很多，因而电流的交流分量及峰值 就不正确，不能认为通过避雷器试品的电流是预期电流。因此，在低于避雷器的 77%额定电压下作试验时，通过避雷器的电流的第一个主要峰值，至少须为表9 中对应于压力释放等级所选定的预期电流有效值的1.7倍，而且试验电流的交流 分量有效值至少须等于预期电流有效值。

　　利用阻抗极小的导体将避雷器短路作预备试验不是实质，而是在选择试验回路 参数时，应留有余量，由于避雷器瓷套内部电弧电阻的影响，该电阻随着电弧的长 度及其所受限制的情况而变化。这就需要增加预期电流，尤其当试验回路电压比避 雷器额定电压的77%低得多的时候。

　　6.6.3 小电流压力释放试验

　　避雷器试品可以是待试验设计中任一额定值，本试验应能表明同设计的所有 额定值。试验回路电压在试品额定电压的77%～100%之间，回路调整到能产生通 过试品的电流为800A(±10%)有效值。这个数值是在电流导通后约0.1s时测得 的。电流流通应直到发生放气为止。试验时，电流降低量不得超过起始测量值的 10%。

　　注：如果在试验时避雷器的压力释放装置未能放气，为了排除内部气体，靠 近时要特别小心。因为即使冷却了，内部气压仍然很高。

　　6.7 内外绝缘工频耐压试验

　　试验应分别在干燥和淋雨状态下进行。试品应是洁净的，并尽可能按实际情 况安装。在进行内绝缘耐压试验时，仅将电阻片取出，其他内部绝缘构件保留原 安装方式。外绝缘耐压试验，仅对整只避雷器的瓷套进行。其试验方法应符合 《GB311.2～6-83》关于内外绝缘试验方法的规定。

　　6.8 抗地震能力试验

　　采用全动态试验法。

　　a.水平加速和垂直加速度同时作用。避雷器分为一般型和加强型；

　　一般型：水平加速度0.2gn*gn表示重力加速度，且gn=9.80665m/s2

　　垂直加速度0.1gn

　　加强型：水平加速度0.4gn

　　垂直加速度0.2gn

　　b.试品应是带基础的整只避雷器。若不带基础，应乘以1.2倍的放大系数；

　　c.抗震强度安全系数1.67是按我国抗震规范，计入25%风荷载(或为最大风速 的50%值)，且按统计法，以瓷件抗震强度的3倍标偏值计算；

　　d.试验频率为试品的共振频率，波形为正弦波，时间为三个周波。

　　试验后，基础、瓷件、电阻片及其他部件不应损坏或开裂，一切连接仍应牢 固。

　　6.9 机械强度试验

　　试验时，将避雷器按实际情况安装，在其上端垂直于轴线方向施加负荷，所 加负荷的大小及加力点的选择，由制造厂根据避雷器的具体结构决定，但安全系 数不应小于2.5。

　　6.10 人工污秽试验

　　待定。

　　6.11 电压分布试验

　　电压分布是指整只避雷器在持续运行电压下的电压分布。

　　试验方法待定。

　　6.12 运输试验

　　待定。

　　7 定期重复试验、工厂例行试验和验收试验

　　7.1 定期重复试验

　　为了监视产品质量，应定期重复型式试验。重复型式试验的间隔不仅应按时 间，还应按照产品生产的数量，达到任一规定条件，均应重复作型式试验。

　　重复型式试验的时间间隔见表10，其试验项目和试验样品的数量见表11。

　　7.2 工厂例行试验

　　a.测量每节与整只避雷器的工频参考电压；

　　b.测量每节与整只避雷器持续运行电压下的阻性电流峰值与全电流值；

　　c.测量每节与整只避雷器直流参考电压，以及测量每节避雷器75%直流参考 电压下的泄漏电流。提供这些数值时，应同时注明测量时的温度和温度换算系数；

　　d.测量每片电阻片8/20μs标称放电电流下的残压以及整只或每节避雷器在 1%标称放电电流下的残压；

　　e.抽取每批电阻片的5%进行冲击电流试验，其波形为18/40μs，电流峰值 按表12规定，另5%电阻片进行长持续时间冲击电流耐受试验(6.4条)。但上述两 种试验均不得少于5片。通过20次冲击或长持续时间冲击电流后，不得发生闪络 击穿、开裂或部分击穿。通过上述试验后的电阻片不得再装入避雷器。
　　

　　试验前后作标称放电电流的残压试验和工频参考电压试验，包括测量误差在 内，标称放电电流下的残压变化率不得大于5%，工频参考电压的变化率不得超过 5%。

　　f.每节避雷器进行密封试验；

　　g.施加120%持续运行电压2min，然后降至持续运行电压，测量无线电干扰 水平。对试验电压超过100kV者，其最大允许干扰水平为48dB(相当于流经300 Ω电阻为1μV)；对试验电压100kV以下者，其最大允许干扰水平为42dB。

　　上述项目中，在整节及整只避雷器上的试验结果，应在说明书中提供。

　　7.3 验收试验

　　当供求两方在订货协议中规定进行验收试验时，应抽取供货避雷器数量的立 方根较高整数进行下列试验：

　　a.对于结构、名牌及其他附件检查有无缺少或损坏；

　　b.在环境温度下(温度应作记录)，在施加的工频电压等于持续运行电压时，测 量整只避雷器泄漏电流的阻性分量和全电流；

　　c.在环境温度下(温度应作记录)，测量整只避雷器的工频参考电压；

　　注：由于杂散电容的不同，b项中所测电流不一定与实际运行条件下的电流 相符。

　　d.如有可能，作整只或整节避雷器的标称放电电流的残压试验。否则只作等 于或稍大于1%标称放电电流的残压试验。在此情况下，视在半峰值时间不太重 要，其数值不作规定。

　　需要更改样品数量或试验型式，应由制造厂与用户双方协商。

　　8 避雷器包装、运输及保管

　　8.1 包装

　　避雷器的包装必须保证在运输中不因包装不良而损坏，在包装箱上应标明：

　　a.产品名称及型号、制造厂名；

　　b.发货单位、收货单位及详细地址；

　　c.产品净重、毛重、体积等；

　　d.“小心轻放”、“向上↑”、“防潮”等字样和标志。

　　8.2 随产品提供的技术文件

　　(1)包装清单；

　　(2)产品出厂合格证明书；

　　(3)安装、使用说明书(每组避雷器附两份)。

　　8.3 运输及保管

　　整只产品或分别运输部件的包装，都要符合运输装卸的要求，如果在生产厂 所在地的本市运输，在保证产品质量和安全情况下，制造厂可与用户协商决定包 装的要求。

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　　附加说明：

　　本标准由水利电力部科学技术司提出，由水利电力部避雷器标准化技术委员 会负责起草。

　　起草工作组成员：李启盛 梁毓锦(以下按姓氏笔画为序)

　　王维洲 王志胜 冯家明 刘叔华 张大琨 张学鹏 张翠霞

　　沈宗扬 樊 力 颜 文