一、实验目的及要求 1．了解避雷器特性测量的原理。
一、实验目的及要求
1．了解避雷器特性测量的原理。
2．掌握GCBL-2智能型避雷器特性测试仪进行无间隙金属氧化物避雷器的泄漏电流、阻性电流、容性电流、工频参考电压和阻性电流正负峰值等项目测量的具体操作方法。
二、实验器材
1．GCBL-2智能型避雷器特性测试仪
2．专用测试线；
3．220V专用电源线；
三、实验内容
1．在线测试避雷器特性
2．离线测试避雷器特性
四、实验原理
1．无间隙金属氧化物避雷器，由于既无串联间隙又无并联间隙，消除了因击穿特性变化而造成的影响，保护特性仅由冲击电流通过时的残压所决定。无间隙金属氧化物避雷器的非线性电阻片（阀片）单位体积吸收能力大，还可以并联使用，使能量吸收能力成倍提高，可以有效地限制电力系统的大气过电压和操作过电压。因此，金属氧化物在国内外防雷技术领域中得到了广泛的应用，相应地对其试验项目和试验方法也均有了新的要求。GB11032-89《交流无间隙金属氧化物避雷器》对试验方法及要求作出了严格的规定，同时DL/T596-1996《电力设备防预性试验规程》中第14.2条对试验项目和试验周期作了规定。
GCBL-2智能型避雷器特性测试仪主要用于无间隙金属氧化物避雷器的交流特性测试，可测试避雷器的泄漏电流、阻性电流、容性电流、工频参考电压和阻性电流正负峰值等项目。
2．结构特征与工作原理
避雷器可等效为一电容和一非线性电阻并联，如图1所示。通过电容C的电流iC即为容性电流，它为一线性量，在系统电压或试验电压无谐波时，iC为不含谐波的交流电流信号，通过电阻R的电流iR，即为避雷器的阻性电流，由于阀片的非线性特性，使得iR中含有各种谐波分量。
即：试验u = umcosωt时，iC ＝﹣ωcumsinωt
iR = iR1cosωt﹢iR2cos2ωt﹢iR3cos3ωt﹢… = ∑IRncosnωt
ix = iC + iR
式中： ix -----避雷器泄漏电流；
iR ----- n次谐波阻性电流峰值（n=1, 2,…，∞)
避雷器的有功损耗PR = ∫uixdt =∫uiCdt t+∫uiRdt =umIR1/2
也就是说在施加电压不含谐波分量时，只有阻性电流的基波分量才能消耗功率而使避雷器发热，因此阻性电流基波分量才是一个重要的交流参数。检测在线避雷器的试验线路，如图1所示。
本产品的主要原理框图如图2所示：
A：金属氧化物避雷器 B：计数器或电阻
CT：电流信号传感器 PT：电压信号传感器
图中U1为高压PT二次输出电压（在线测试）或试验变压器仪表绕组输出（离线测
试），代表的是与避雷器上施加电压的一同相且成比例的信号，用于避雷器特性测试的参考电压，它经电压信号传感器PT变换为仪器所需电压信号送入测量系统，而电流信号则经过电流信号传感器CT获取。由于在设计中CT的输入阻抗为毫欧级，因此计数器或一个几百欧姆的电阻R存在，不会影响仪器的整体测试准确度。电流信号和参考电压信号经放大、滤波等环节处理后进入A/D模块，将其转化为数字量，再由单片机和系统对数据进行处理，获得各种需测试的特性参数并送显示器显示。
五、实验操作
1．在线测试
1．1试验准备工作
a)认真阅读本仪器使用说明书和有关的避雷器试验规程。
b)检查仪器的工作情况，确保仪器工作正常以及测试所需附件的齐备。
c)查清楚被试避雷器参考电压所需PT所在位置及其接线端子号。
1．2接线
a)用电源连接线接通仪器工作电源，并将仪器接地端子与大地可靠连接。
b)用电流输入专用线将避雷器的计数器两端与仪器电流输入端AC相连，黑色夹子接入计数器的接地端。
c）将与被测避雷器同相的PT输出端接至仪器VAC信号输入端。
1．3测试
a)通过拨码开关输入电压信号倍率，该倍率值即为所选PT的变比值。
b)打开电源开关，仪器处于正常测试状态。
c)待数据稳定后，按下“保持”键，此时被测量的所有数据同时保持，可通过“峰值”、“三次谐波”键的操作显示不同的测试结果。
d)记录数据。
e)测试完毕后，关掉仪器电源，并拆除试验线路。
图---1 带电测试MOV特性原理接线
PT-----为现场安装的电压互感器，MOV----为被检测的金属氧化物避雷器
2．离线测试
避雷器特性停电检测时，试验线路如图2所示。
2．1试验准备工作
a) 认真阅读本仪器使用说明书和有关的避雷器试验规程。
b）准备一只数百欧姆的电阻或计数器，一台调压器和试验变压器。调压器及试验变压器的容量及电压必须满足避雷器的试验要求。
2．2接线
a) 将调压器的输出端连接到试验变压器的输入端。
b) 将避雷器与电阻或计数器串联后接到试验变压器的高压输出。接线时应注意避雷器的极性，且电阻或计算器应处于低压侧。
c) 将试验变压器接地端子及仪器的接地端子与大地可靠相连。
d) 将电阻或计数器两端引入仪器的电流输入端子IAC，应将黑色夹子与电阻或计数器的接地侧相连。
e) 将试验变压器的仪表绕组输出端与仪器信号输入端相连，应注意同向相接，红端子应与仪表绕组的“al”端相连，黑端子与“X1”相连。
g) 接线检查，确保接线正确无误。
2．3测试
a) 以试验变压器的高压输出与仪表绕组的额定值的比值作为参考倍率，通过拨码开关输入仪器。
b) 检查调压器位置，确保调压器输出处于零位。
c）打开电源开关，使仪器处于正常测试状态，加入调压器一次电压（系统220V交流）。
d) 开始升压。升压过程中应对试验电压进行监视，出现异常情况应立即停止升压，切断电源并检查试验回路接线是否正确。
e）待数据稳定后按下“保持”键，根据“峰值”、“三次谐波”键的操作显示，记录各测试数据。
f) 需测量下一数据时，释放“保持”键，并重复步骤d )。
g）降下电压，并切断调压器的输入电压和关掉仪器电源，拆除试验线路。
图---2 停电测试MOV特性原理接线
3．显示窗显示的内容：
3．1“峰值”、“三次谐波”键均处于释放状态，显示为：
全电流有效值 试验电压
基波阻性电流 基波容性电流
3．2“峰值”键按下、“三次谐波”键释放时显示为：
全电流峰值 基波功耗
正阻性电流峰值 负阻性电流峰值
3．3“峰值”键释放、“三次谐波”键按下时显示为：
全电流有效值 三次谐波功耗
三次阻性电流 三次容性电流
3．4“峰值”、“三次谐波”键均按下时显示同3.2。
六、注意事项
1．试验前，试验人员必须认真阅读本使用说明书和有关避雷器的试验规程。
2．试验时，仪器必须可靠接地，以保证设备和人身安全。
3．离线测试时，应在试品的低压侧串入计数器或数百欧的电阻，并在计数器或电阻两端取电流信号。正常时，计数器或电阻开路不会影响测试，但在电流信号线接触不良时会使仪器处于高压状态。同时，试验变压器高压输出“X"端必须可靠接地。
4．在线测试时，应取与被测避雷器同相的PT信号作为电压参考信号，并仔细接线，避免因PT二次短路而造成保护误动作。
5．仪器工作不正常时，检查电源保险和VAC保险是否熔断。若熔断必须更换与原型号相一致的保险丝。
