引言
在電力系統(tǒng)中，避雷器作為保護(hù)電氣設(shè)備免受雷擊過電壓損害的關(guān)鍵裝置，其性能的可靠性至關(guān)重要。避雷器放電計(jì)數(shù)器則是監(jiān)測(cè)避雷器動(dòng)作情況的重要部件，通過記錄避雷器的放電次數(shù)，為電力運(yùn)維人員提供評(píng)估避雷器運(yùn)行狀態(tài)和壽命的關(guān)鍵依據(jù)。然而，由于運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜等因素，放電計(jì)數(shù)器可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確或無法正常工作。因此，使用避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)十分必要。深入了解測(cè)試儀的測(cè)試原理及方法，對(duì)于保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
避雷器放電計(jì)數(shù)器工作原理
雙閥片式結(jié)構(gòu)
以常見的 JS 型動(dòng)作為例，其基本結(jié)構(gòu)采用雙閥片式（見圖 1 (a)）。當(dāng)避雷器遭受雷擊或過電壓沖擊而動(dòng)作時(shí)，強(qiáng)大的放電電流迅速流過閥片 R1。此時(shí)，R1 上會(huì)產(chǎn)生一定的壓降，這個(gè)壓降經(jīng)閥片 R2 給電容器 C 充電。待電容器 C 充電完成后，它會(huì)向電磁式記數(shù)器的電感線圈 L 放電。電感線圈 L 在得到放電能量后，會(huì)驅(qū)動(dòng)記數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng) 1 格，從而記錄 1 次避雷器的動(dòng)作次數(shù)。通過合理改變 R1 及 R2 的阻值，可以靈活調(diào)整記數(shù)器的靈敏度。一般情況下，該結(jié)構(gòu)的最小動(dòng)作電流為 100A（8/20μs 的沖擊電流）。不過，由于 R1 上存在壓降，會(huì)在一定程度上增加避雷器的殘壓，所以這種雙閥片式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于 40kV 以上的高壓避雷器。
整流式結(jié)構(gòu)
JS - 8 型動(dòng)作記數(shù)器采用整流式結(jié)構(gòu)（見圖 1 (b)）。當(dāng)避雷器動(dòng)作時(shí)，高溫閥片 R1 上產(chǎn)生的壓降經(jīng)全波整流電路后，對(duì)電容器 C 進(jìn)行充電。充電完成的電容器 C 隨后向電磁式記數(shù)器的電感線圈 L 放電，驅(qū)動(dòng)記數(shù)器進(jìn)行記數(shù)。該記數(shù)器的閥片 R1 具有阻值較小的特點(diǎn)（在 10kA 時(shí)的壓降為 1.1kV），同時(shí)通流容量較大（1200A 方波），并且其最小動(dòng)作電流也為 100A（8/20μs 的沖擊電流）。JS - 8 型記數(shù)器因其良好的性能，可廣泛應(yīng)用于 6.0~330kV 系統(tǒng)的避雷器，而 JS - 8A 型記數(shù)器則專門適用于 500kV 系統(tǒng)的避雷器。
在正常運(yùn)行電壓下，流過計(jì)數(shù)器的漏電流極其微小，不足以使計(jì)數(shù)器動(dòng)作。只有當(dāng)避雷器通過雷電波、操作波和工頻過電壓等強(qiáng)大電流時(shí)，計(jì)數(shù)器才會(huì)按照上述原理動(dòng)作，準(zhǔn)確記錄避雷器的放電次數(shù)。
避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀測(cè)試原理
標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法原理
標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法是目前檢測(cè)避雷器放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作可靠性最為可靠的方法之一。其原理是利用沖擊電流發(fā)生器產(chǎn)生特定波形和幅值的沖擊電流波，將其施加于避雷器放電計(jì)數(shù)器。通常要求產(chǎn)生的沖擊電流波為 8/20μs、100A（如圖 2 所示為標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流檢測(cè)法的原理接線，虛線框內(nèi)為沖擊電流發(fā)生器）。當(dāng)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流作用于放電計(jì)數(shù)器時(shí)，如果計(jì)數(shù)器能夠正常動(dòng)作，即按照其設(shè)計(jì)原理準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，那么就可以判定該計(jì)數(shù)器以及與之相關(guān)的避雷器工作狀態(tài)良好；反之，如果計(jì)數(shù)器不能正常動(dòng)作，則說明計(jì)數(shù)器可能存在故障，需要進(jìn)一步解體檢修。例如，某電業(yè)局曾運(yùn)用此方法對(duì) 27 只記數(shù)器進(jìn)行檢測(cè)，其中有 3 只未能正常動(dòng)作，解體后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件存在受潮、損壞等問題。通過標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法，可以有效發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器潛在的故障隱患，確保其在實(shí)際運(yùn)行中能夠準(zhǔn)確記錄避雷器的動(dòng)作次數(shù)。
電容充放電法原理
部分避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀采用電容充放電法。其工作過程為，測(cè)試儀內(nèi)部的充電電路快速對(duì)電容器進(jìn)行充電，使電容器在短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存足夠的能量。當(dāng)需要對(duì)放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)試時(shí)，儲(chǔ)存了能量的電容器迅速向計(jì)數(shù)器放電，模擬避雷器動(dòng)作時(shí)的電流沖擊情況。由于充電時(shí)間短、放電速度快，能夠快速有效地檢測(cè)計(jì)數(shù)器在瞬間電流沖擊下的動(dòng)作響應(yīng)。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)試儀結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于攜帶和現(xiàn)場(chǎng)操作，且能夠較為準(zhǔn)確地檢測(cè)計(jì)數(shù)器的動(dòng)作可靠性。例如，一些便攜式的避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀多采用電容充放電法，方便電力運(yùn)維人員在不同的工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)避雷器放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行快速檢測(cè)。
避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀測(cè)試方法
標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法測(cè)試流程
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設(shè)備準(zhǔn)備：確保沖擊電流發(fā)生器能夠穩(wěn)定輸出 8/20μs、100A 的沖擊電流波。檢查沖擊電流發(fā)生器的各個(gè)部件，包括充電電容 C、充電電阻 R、阻尼電感 L、整流硅二極管 D、分流器 r、試驗(yàn)變壓器 B、靜電電壓表 V 以及高壓示波器 CRO 等，確保其連接正確且工作正常。同時(shí)，將被測(cè)試的避雷器放電計(jì)數(shù)器按照正確的接線方式連接到?jīng)_擊電流發(fā)生器的輸出端。
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參數(shù)設(shè)置：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在沖擊電流發(fā)生器上精確設(shè)置輸出電流的波形為 8/20μs，幅值為 100A。通過靜電電壓表和高壓示波器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電流的參數(shù)，確保其滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
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測(cè)試操作：?jiǎn)?dòng)沖擊電流發(fā)生器，使其向避雷器放電計(jì)數(shù)器輸出標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流。在每次沖擊電流輸出后，觀察計(jì)數(shù)器是否正常動(dòng)作。按照規(guī)程規(guī)定，需要連續(xù)測(cè)試 10 次，每次計(jì)數(shù)器都應(yīng)正常動(dòng)作。如果在測(cè)試過程中，計(jì)數(shù)器出現(xiàn)不動(dòng)作或動(dòng)作異常的情況，應(yīng)立即停止測(cè)試，并對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行標(biāo)記。
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結(jié)果判斷與記錄：若 10 次測(cè)試中計(jì)數(shù)器每次都能正常動(dòng)作，測(cè)試完成后將計(jì)數(shù)器調(diào)到 0，并記錄測(cè)試結(jié)果為正常。若有計(jì)數(shù)器不能正常動(dòng)作，則需要對(duì)其進(jìn)行解體檢修。解體后，仔細(xì)檢查內(nèi)部元件是否存在受潮、銹蝕、損壞等問題，并記錄故障情況。
電容充放電法測(cè)試流程
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測(cè)試儀準(zhǔn)備：使用前先對(duì)避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀進(jìn)行充電，為確保充電效果和延長(zhǎng)電池使用壽命，需使用專配的充電器?？针姵氐匠錆M電大約需要 3 - 4 小時(shí)，充電時(shí)充電器上紅燈亮表示正在充電，綠燈亮則表示充電完成。檢查測(cè)試儀及其配件是否完好無損，包括伸縮放電桿、接地線、充電器等。
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現(xiàn)場(chǎng)連接：根據(jù)計(jì)數(shù)器安裝高度，適當(dāng)拉出伸縮放電桿，以方便接觸到計(jì)數(shù)器與避雷器的連接端。將專配的接地線一端插頭插入校驗(yàn)器尾部插孔，另一端夾子牢固地接大地，確保接地可靠，防止測(cè)試過程中發(fā)生觸電事故。
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測(cè)試操作：按下測(cè)試儀上的紅色按鈕，接通高壓約 1 秒鐘，此時(shí)指示燈亮起（微閃），表示測(cè)試儀已準(zhǔn)備好輸出測(cè)試電流。輕輕點(diǎn)擊計(jì)數(shù)器與避雷器的連接端進(jìn)行測(cè)試，每次點(diǎn)擊后，放電桿端頭應(yīng)及時(shí)離開計(jì)數(shù)器。若需重復(fù)測(cè)試，不要松開按鈕，待 1 - 2 秒指示燈再次閃爍時(shí)，即可再次點(diǎn)擊測(cè)試。由于連續(xù)測(cè)試會(huì)導(dǎo)致校驗(yàn)儀發(fā)熱，所以要注意適當(dāng)?shù)拈g隙時(shí)間，以減少故障，延長(zhǎng)電池壽命。
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結(jié)果觀察與處理：在測(cè)試過程中，密切觀察計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況。如果計(jì)數(shù)器能夠正常動(dòng)作，說明其性能良好；若計(jì)數(shù)器不能正常動(dòng)作，則需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步檢查。若按下按鈕 3 秒鐘以上指示燈仍未閃亮，則表示測(cè)試儀的電池電量不足，需要及時(shí)充電。同時(shí)，校驗(yàn)器輸出分高、中、低三檔，可通過頭部的撥動(dòng)開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)測(cè)試不同類型或廠牌的計(jì)數(shù)器。
避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀的測(cè)試原理及方法對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。通過深入理解雙閥片式結(jié)構(gòu)和整流式結(jié)構(gòu)的避雷器放電計(jì)數(shù)器工作原理，以及標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法和電容充放電法等測(cè)試儀的測(cè)試原理，電力運(yùn)維人員能夠準(zhǔn)確運(yùn)用相應(yīng)的測(cè)試方法對(duì)放電計(jì)數(shù)器進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際操作中，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)沖擊電流法和電容充放電法的測(cè)試流程進(jìn)行操作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)放電計(jì)數(shù)器存在的故障隱患，確保其在電力系統(tǒng)中準(zhǔn)確記錄避雷器的放電次數(shù)，為評(píng)估避雷器的運(yùn)行狀態(tài)和壽命提供可靠依據(jù)，從而有效提升電力系統(tǒng)抵御雷擊過電壓等異常情況的能力，保障電力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。 隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，避雷器放電計(jì)數(shù)器測(cè)試儀的測(cè)試原理和方法也將不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，以更好地適應(yīng)日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行需求。
