避雷器的发热特点和受潮缺陷的红外诊断

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摘要： 本文对各种类型的避雷器结构进行研究，分析各种避雷器的发热特点和受潮缺陷。探究避雷器发热的原因以及利用红外诊断的方法分析避雷器受潮缺陷。

关键词： 避雷器；发热特点；受潮缺陷；红外诊断

0 引言

避雷器是防止在雷雨频繁的季节，雷电的侵入对保护设备造成损坏的装置。避雷器可以对设备起到保护作用，但避雷器发生故障，不仅不能保护设备的安全，甚至会影响其他设备的正常运行。因此，避雷器的正常运作能保证在雷电频繁的季节电力系统的安全运行，一般来说，对正在运行中的避雷器进行诊断，采用的是红外诊断。笔者主要从事高压试验以及变电检修的工作，本文根据笔者的实际工作环境对各种类型的避雷器的发热特点和受潮缺陷的红外诊断进行分析。

1 FS型避雷器

1.1 避雷器正常运行状况下的发热特点 在正常状态下，型号为FS型的避雷器几乎不会出现传导电流通过避雷器的状况出现，因此，避雷器不会出现发热现象。

1.2 避雷器受潮发热特点 这种型号的避雷器出现故障的表现之一就是受潮，可能是由于某些设备陈旧老化导致。因为即使受潮的避雷器，其电流并不会增强，所以发热的现象不会太明显，只是会出现避雷器局部的发热。

2 FZ型避雷器

2.1 避雷器正常运行状况下的发热特点 型号为FZ型的避雷器，在运行的过程中电压会作用在分路电阻上，且有一定的泄漏电流通过。避雷器在正常运行状况下，FZ型避雷器会因泄漏电流的通过造成轻度的发热状况。但不同电压下的FZ型避雷器，正常运行下的发热状况也不相同。归纳起来有两点：①不同电压类型下的FZ型避雷器正常运行的发热部位不同，比如存在本体上部的发热、本体上部和下端部发热以及每个元件的上端和下端都出现发热的状况等等。②发热温度不同，不同电压的FZ型避雷器正常发热的温度上升都有一个限值，比如：FZ-3型的避雷器温度上升的限值为0.5℃、FZ-220J型号的避雷器温度上升的限值为10.0℃等等。

2.2 避雷器受潮发热特点 ①FZ型的避雷器的结构分为单元件结构和多元件结构。其中当单元件结构的 FZ型避雷器出现受潮时，避雷器的发热程度会明显增加；而多元件结构的FZ型避雷器与单元件结构的FZ型避雷器恰恰相反，当多元件结构的FZ型避雷器受潮时，受潮的元件不会发热或者发热量减少，非受潮的元件发热量却会大幅度地增长。②导致FZ型避雷器发热的另一原因是避雷器回路断裂，当FZ型避雷器电压的等级较高时，可能会导致避雷器回路断裂以及避雷器局部发热状况急剧。发热的程度与避雷器回路断裂程度成正相关。

3 FCZ 型避雷器

3.1 避雷器正常运行状况下的发热特点 FCZ型的避雷器有一定泄漏电流和功率损耗。避雷器在正常运行的状况下只会出现轻度的发热，且避雷器的上部温度最高，越往下温度越低。在最高的电压下运行的避雷器，不同型号的FCZ型避雷器的温度上升的限值不会很高。如型号为FCZ3-33的避雷器，温度上升的限值为0.5℃；型号为FCZ3-220J的避雷器，温度上升的限值为1.5℃。

3.2 避雷器受潮发热特点 ①FCZ型的避雷器结构分为单元件结构和多元件结构。其中单元件结构的FCZ型避雷器出现受潮的状况后，尽管避雷器的整体会出现很大程度的发热现象，但是避雷器局部的发热程度会下降。但多元件结构FCZ型避雷器出现受潮状况后，避雷器的整体不仅会出现发热的状况，避雷器的局部也会出现不同程度的升温。②FCZ型避雷器出现机身内部电阻老化以及回路断裂时，状况与型号为FZ型的避雷器相似，但发热的状况没有FZ型避雷器明显。

4 MOA避雷器

4.1 避雷器正常运行状况下的发热特点 型号为MOA的避雷器在正常运行的状态下，有一定阻性电流。避雷器只是轻微的发热。并且，MOA避雷器在不同的电压等级下，其正常发热的温度上升限值也不同。其中电压等级为10-60/kV时，MOA避雷器温度上升的限值为1.5℃-2.0℃；电压等级为110-220/kV时，MOA避雷器温度上升的限值为3.0℃-4.0℃；电压等级为330-500/kV时，MOA避雷器温度上升的限值为4.0℃-5.3℃。

4.2 避雷器受潮发热特点 MOA型的避雷器结构为多元件结构。多元件结构的MOA型避雷器出现受潮的状况后，发热的状况为个别元件的局部升温；若是避雷器出现元件的老化，那么发热的状况为避雷器元件温度的普遍上升。此时，可以利用红外诊断的方法对MOA避雷器进行故障诊断，根据不同电压下MOA避雷器，其正常发热的温度上升的限值进行判断。

5 红外诊断工作原理

红外诊断可以检查避雷器在运行过程中的状态，及早地发现避雷器潜在的故障及其发生故障的原因。通过收集到的信息进行总结分析，可以监测到避雷器在不同发热运行状况下其发热的表现。

5.1 红外热像仪的信息收集 红外诊断使用的设备是红外热像仪，诊断的过程首先是把探测器投射到避雷器上，然后借助光机扫描的功能按照从上到下的顺序依次扫过，最后把收集到的红外辐射信号转换成电信，经过放大处理后，传输给显示器。除此之外，红外热像仪接收的信号要经过一系列的处理，才能变成可供工作人员读取的避雷器温度信息。

5.2 红外探测器类型 红外诊断使用的红外探测器类型有三种。其一是红外单元探测器，单元探测器主要功能是处理光电信号的转换。其二是多元列阵探测器，利用其探测器进行红外诊断时，首先要经过取样等处理，将红外探测器摄像头输出的信号变成单一的视频信号。其三是带有内处理功能的探测器，摄像头输出的信号是已经处理过的信号。

5.3 热图像的形成 红外探测器收集到的信息经过放大等一系列处理后的视频信号可以显示避雷器各个元件的温度状况信息，可以观测出避雷器各部分发热的程度。其中热图像的形成过程就是把红外探测器收集到的视频信号转换成避雷器各个部件的温度图像。并且，热像仪在正常状况下的显示是灰度的明暗对应避雷器温度的高低，也就是说，热像仪的灰度越暗，避雷器各个部件的温度就越低，反之亦然。通常情况下热像仪内设有的灰度标尺分为十级。热像仪显示灰度中心的位置对应的避雷器各个部件的温度绝对值就是热图像的中心温度。

6 结论

综上所述，在对避雷器的运行状况进行检测时，可以利用红外测温仪对运行中的各型避雷器表面各部分的温度进行相互比较，若发现避雷器各个部件的温度出现不正常的发热程度，就可以判定其避雷器存在不正常的发热特点以及受潮缺陷。因此，有关工作人员应该及时进行跟踪监测或试验，保证避雷器的正常运行。

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