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[摘 要]在国家电网生产运行情况分析中，雷电造成的线路跳闸次数占据第一。这严重影响到国家电网的安全性和可靠性，要解决输电电缆雷击跳闸问题，就需要找到雷击点和雷电路径，从而采取有效的措施解决雷电造成的跳闸现象。要保证避雷器的正常运行，就需要采取可靠、科学的检测方法。
[关键词]避雷器；避雷器放电记数；GIS超声波局放检测
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0178-01
1.序言
避雷器在预防雷电冲击中，产生着巨大的作用，它在一定程度上减少了不必要的经济损失。但是在输电电缆中，避雷器经常遭受雷击，导致避雷器出现故障，从而出现避雷器不工作的现象。因此就需要加强对避雷器运行的检测。
2.避雷器常见问题
2.1 长时间工作电压损坏
避雷器运行的工作原理是通过自身连接的线路进行泄露电流。日积月累的工作导致线路老化，同时泄露电流量的增加，加快了避雷器劣化速度。并且泄压电路自身具有阻力，在阻力产生时，对电线的损坏加强。根据现在使用的避雷器数据分析得知，采用新技术、新工艺生产的避雷器，在一定程度上具有稳定性。不因为长期的使用而导致电阻力改变，从而能保证避雷器在输电电缆线路上能长久的工作，在一定程度上减少了避雷器更换和维修的工作量。
2.2 雷电冲击电压损坏
在避雷器经受电流冲击时，电流会影响线路中某些物质，改变其稳定性，导致避雷器在运行中能力逐渐衰弱。根据长期统计数据显示，通过避雷器的电流与电压成正比，即通过避雷器的电压增强时，通过避雷器的电流也会增强。当电流达到某个临界值时，曲线会呈现指数函数增长，当达到极限时，避雷器无法承受，就会损坏避雷器。
2.3 环境影响
避雷器由于其工作的特殊性，对运行的环境要求比较高。例如当避雷器表面受到污染或内部受潮时，会改变避雷器内部的特性，从而影响通过的电流大小。当某一次通过避雷器的电流较强时，就会加剧避雷器的损坏速度，从而对避雷器造成无法修复的损坏。
3.输电电缆避雷器检测方法
3.1 避雷器放电记数在线监测
在输电电缆的日常监测中，采用的最普遍的检测手法是避雷器放电记数在线监测。因其检测较为方便且能清楚的观察，在很多GIS变电站和敞开式变电站中最为常见。
3.2 检测的状态量
输电电缆避雷器放电记数是根据避雷器在工作时在线检测放电次数和泄露电流来计算数据。放电次数主要以通过该避雷器的电压大于限制电压的次数为准，电流泄露以该避雷器的绝缘情况来分析，这是使用避雷器最容易检测和分析的数据，所以通常情况都采用放电记数在线检测的方法。
3.3检测原理分析
放电记数检测主要通过在线监测仪检测，主要由电容器和电磁记数器、 整流硅堆、阀片等元件组成，设备简单方便，容易操作。只需将在线监测仪串联在避雷器底座法兰和地线之间即可。
3.4 测试结果
在本次的模拟实验中，发现避雷器记数在线监测也存在一定的缺陷。当在同一避雷器中，使用A.B.C三项电路时，将数据记录如下表1：
A相、B相电路是220KV电压、C相电路是110KV电压，但是结果显示，电路B和电路C测试的泄露电流数据相同，但是避雷器数据显示无异常。因此实验人员准备进一步跟踪观测，并安排人员对实验过程和测量的精细程度进行复测。
4.GIS超声波局放检测
GIS超声波局放检测是最新兴起的新型检测方法，主要通过脉冲、能量、幅值进行测量。
4.1.检测状态量
目前在各地都有采用GIS超声波测量设备，但是各地采用的设备的状态量有一定的差别。总的来说GIS超声波测量基本状态量都为幅值、 能量、声脉冲的次数、 相位等。工作人员在这些数据分析的基础上，通过后期的计算和分析获得声脉冲特征指数分布、声脉冲相关性特征指数等， 进而发现避雷器上的小问题，如凸起、固定颗粒、 绝缘子中的气泡以及电位悬浮或机械松动屏蔽等各类缺陷。
4.2 检测原理分析
电器局部放电会产生一定的电磁脉冲，从而在避雷器周围产生电弧，当绝缘开关上的相关粒子运动时，会与避雷器上的物体产生碰撞，从而产生一定的声脉冲。但该声脉冲的频率较高，所以人耳难以听见。但是声脉冲可以被安装的高灵敏度的信息收集设备记录，然后收集设备通过系统的发射检测系统对信号进行分析和显示、然后将信息存储和测量，进而产生一定波段的声音数据，从而发现避雷器上的问题所在。
4.3 测试结果
该检测方法显示此次实验有缺陷，经过数据分析和对比。得出结论是实验的避雷器上的绝缘皮破损影响数据的稳定性，但是这些外部原因在经过改进后，结果显示可以采用GIS超声波局放检测对避雷器进行远程操作。
5.避雷器温度检测法
温度检测是一种老式检测判断方法，也是对避雷器检测的重要补充。温度的高低虽不能反应避雷器的好坏，但是可以通过数据看出避雷器是否在工作。在系统电压下进行检测，得到避雷器的温度与其能量损失有关，但与系统电压的环境干扰和谐波含量等因素没有直接关系。
一方面避雷器在正常运行时，一般遵行能量守恒定律，能量的损耗可以忽略不计，避雷器自身的能量损耗远远小于自身吸收的能量。正常工作状态下的避雷器的温度，其变化波动范围很小。即便是受到电流突然增强的情况，也会及时进行传导，将自身的温度降低。但是如果避雷器的某一个元件出现故障，避雷器通过的能量得不到及时的传导，从而使避雷器的温度持续升高。当能量达到不可逆转的时候，就会导致避雷器崩溃，从而停止工作。
另一方面温度信号的采集能够通过内置温度感应器，具有较高的灵敏性，并且外部环境对于感应器的影响较小。但是感应器安装不是很方便，由于感应器安装在内部，避雷器产生的电流在一定程度上会干扰感应器工作的准确性。再者避雷器内部较为封闭，安装的温度感应信号很容易受外界温度变化的影响。
但是如果将温度感应器独立安装在避雷器外，一般情况下会安装温度红外感应器，温度红外感应器不仅安装方便，还方便维修和更换，但是受外界的风吹雨淋影响较大，因此温度感应方法更适合使用表面声波构成的传感器组。其工作原理是当信号被叉指换能器传送时，传送的温度会因为距离的反射性延伸，声音的延迟会因为声波长短而产生不同的延伸弧度，导致声传播的时延。声音的波位也会相应的改变，振荡设备在将避雷针的声音信号传送给声波传感器的同时，也会将温度反射信号传给信号处理单元，经过声信号的对比和分析，可计算出避雷器的温度，从而对避雷器故障诊断。这种设备主要利用高频信号完成检测。由于高频信号的抗干扰特性较强，信号在传输的过程中减少的较少，所以在未来的故障检测中具有很好的应用前景。
6.结语
GIS超声波局放测检测、避雷器放电记数在线检测和温度检测这三种检测方法，在实际操作中能发挥各自的作用。但是由于这些检测方式正在测试中，因此并不能完全信赖，想要实现真正的远程检测，需要多种检测技术共同验证、才能得到科学的方法。只有采用科学的方法，及时发现避雷器的故障，并尽早排除，才能避免因设备问题造成的重大事故和损失，从而保证输电的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 张文亮，吴维宁，郑晓东.数字化测量雷电冲击波误差及波形平滑处理[J].高电压技术，2000，26（3）：25-27
[2] 李一峰，陈平.行波故障测距及其应用[J].现代电力，2008，25（1）：44-48.
[3] 王万宝，李永宁，周迎新等.GIS超声波局放检测技术的应用分析[J].电气技术，2012.06（22）：49-52
[4] 杨圆，李成榕.典型GIS局部放电超声波信号特征研究[J].现代电力，2009.26（5）：18-23.
[5] 黎大健，梁基重，步科伟等.GIS部放电的超声波检测[J]压电气，2009.45（1）：10-15.
[6] 吴璞三.雷电定位系统[J].高电压技术，1991，17（4）：1-6.WU Pu -san.The lightning location system[ J] .High VoltageEngineering，1991，17（4）：1-6.
[关键词]避雷器；避雷器放电记数；GIS超声波局放检测
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0178-01
1.序言
避雷器在预防雷电冲击中，产生着巨大的作用，它在一定程度上减少了不必要的经济损失。但是在输电电缆中，避雷器经常遭受雷击，导致避雷器出现故障，从而出现避雷器不工作的现象。因此就需要加强对避雷器运行的检测。
2.避雷器常见问题
2.1 长时间工作电压损坏
避雷器运行的工作原理是通过自身连接的线路进行泄露电流。日积月累的工作导致线路老化，同时泄露电流量的增加，加快了避雷器劣化速度。并且泄压电路自身具有阻力，在阻力产生时，对电线的损坏加强。根据现在使用的避雷器数据分析得知，采用新技术、新工艺生产的避雷器，在一定程度上具有稳定性。不因为长期的使用而导致电阻力改变，从而能保证避雷器在输电电缆线路上能长久的工作，在一定程度上减少了避雷器更换和维修的工作量。
2.2 雷电冲击电压损坏
在避雷器经受电流冲击时，电流会影响线路中某些物质，改变其稳定性，导致避雷器在运行中能力逐渐衰弱。根据长期统计数据显示，通过避雷器的电流与电压成正比，即通过避雷器的电压增强时，通过避雷器的电流也会增强。当电流达到某个临界值时，曲线会呈现指数函数增长，当达到极限时，避雷器无法承受，就会损坏避雷器。
2.3 环境影响
避雷器由于其工作的特殊性，对运行的环境要求比较高。例如当避雷器表面受到污染或内部受潮时，会改变避雷器内部的特性，从而影响通过的电流大小。当某一次通过避雷器的电流较强时，就会加剧避雷器的损坏速度，从而对避雷器造成无法修复的损坏。
3.输电电缆避雷器检测方法
3.1 避雷器放电记数在线监测
在输电电缆的日常监测中，采用的最普遍的检测手法是避雷器放电记数在线监测。因其检测较为方便且能清楚的观察，在很多GIS变电站和敞开式变电站中最为常见。
3.2 检测的状态量
输电电缆避雷器放电记数是根据避雷器在工作时在线检测放电次数和泄露电流来计算数据。放电次数主要以通过该避雷器的电压大于限制电压的次数为准，电流泄露以该避雷器的绝缘情况来分析，这是使用避雷器最容易检测和分析的数据，所以通常情况都采用放电记数在线检测的方法。
3.3检测原理分析
放电记数检测主要通过在线监测仪检测，主要由电容器和电磁记数器、 整流硅堆、阀片等元件组成，设备简单方便，容易操作。只需将在线监测仪串联在避雷器底座法兰和地线之间即可。
3.4 测试结果
在本次的模拟实验中，发现避雷器记数在线监测也存在一定的缺陷。当在同一避雷器中，使用A.B.C三项电路时，将数据记录如下表1：
A相、B相电路是220KV电压、C相电路是110KV电压，但是结果显示，电路B和电路C测试的泄露电流数据相同，但是避雷器数据显示无异常。因此实验人员准备进一步跟踪观测，并安排人员对实验过程和测量的精细程度进行复测。
4.GIS超声波局放检测
GIS超声波局放检测是最新兴起的新型检测方法，主要通过脉冲、能量、幅值进行测量。
4.1.检测状态量
目前在各地都有采用GIS超声波测量设备，但是各地采用的设备的状态量有一定的差别。总的来说GIS超声波测量基本状态量都为幅值、 能量、声脉冲的次数、 相位等。工作人员在这些数据分析的基础上，通过后期的计算和分析获得声脉冲特征指数分布、声脉冲相关性特征指数等， 进而发现避雷器上的小问题，如凸起、固定颗粒、 绝缘子中的气泡以及电位悬浮或机械松动屏蔽等各类缺陷。
4.2 检测原理分析
电器局部放电会产生一定的电磁脉冲，从而在避雷器周围产生电弧，当绝缘开关上的相关粒子运动时，会与避雷器上的物体产生碰撞，从而产生一定的声脉冲。但该声脉冲的频率较高，所以人耳难以听见。但是声脉冲可以被安装的高灵敏度的信息收集设备记录，然后收集设备通过系统的发射检测系统对信号进行分析和显示、然后将信息存储和测量，进而产生一定波段的声音数据，从而发现避雷器上的问题所在。
4.3 测试结果
该检测方法显示此次实验有缺陷，经过数据分析和对比。得出结论是实验的避雷器上的绝缘皮破损影响数据的稳定性，但是这些外部原因在经过改进后，结果显示可以采用GIS超声波局放检测对避雷器进行远程操作。
5.避雷器温度检测法
温度检测是一种老式检测判断方法，也是对避雷器检测的重要补充。温度的高低虽不能反应避雷器的好坏，但是可以通过数据看出避雷器是否在工作。在系统电压下进行检测，得到避雷器的温度与其能量损失有关，但与系统电压的环境干扰和谐波含量等因素没有直接关系。
一方面避雷器在正常运行时，一般遵行能量守恒定律，能量的损耗可以忽略不计，避雷器自身的能量损耗远远小于自身吸收的能量。正常工作状态下的避雷器的温度，其变化波动范围很小。即便是受到电流突然增强的情况，也会及时进行传导，将自身的温度降低。但是如果避雷器的某一个元件出现故障，避雷器通过的能量得不到及时的传导，从而使避雷器的温度持续升高。当能量达到不可逆转的时候，就会导致避雷器崩溃，从而停止工作。
另一方面温度信号的采集能够通过内置温度感应器，具有较高的灵敏性，并且外部环境对于感应器的影响较小。但是感应器安装不是很方便，由于感应器安装在内部，避雷器产生的电流在一定程度上会干扰感应器工作的准确性。再者避雷器内部较为封闭，安装的温度感应信号很容易受外界温度变化的影响。
但是如果将温度感应器独立安装在避雷器外，一般情况下会安装温度红外感应器，温度红外感应器不仅安装方便，还方便维修和更换，但是受外界的风吹雨淋影响较大，因此温度感应方法更适合使用表面声波构成的传感器组。其工作原理是当信号被叉指换能器传送时，传送的温度会因为距离的反射性延伸，声音的延迟会因为声波长短而产生不同的延伸弧度，导致声传播的时延。声音的波位也会相应的改变，振荡设备在将避雷针的声音信号传送给声波传感器的同时，也会将温度反射信号传给信号处理单元，经过声信号的对比和分析，可计算出避雷器的温度，从而对避雷器故障诊断。这种设备主要利用高频信号完成检测。由于高频信号的抗干扰特性较强，信号在传输的过程中减少的较少，所以在未来的故障检测中具有很好的应用前景。
6.结语
GIS超声波局放测检测、避雷器放电记数在线检测和温度检测这三种检测方法，在实际操作中能发挥各自的作用。但是由于这些检测方式正在测试中，因此并不能完全信赖，想要实现真正的远程检测，需要多种检测技术共同验证、才能得到科学的方法。只有采用科学的方法，及时发现避雷器的故障，并尽早排除，才能避免因设备问题造成的重大事故和损失，从而保证输电的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 张文亮，吴维宁，郑晓东.数字化测量雷电冲击波误差及波形平滑处理[J].高电压技术，2000，26（3）：25-27
[2] 李一峰，陈平.行波故障测距及其应用[J].现代电力，2008，25（1）：44-48.
[3] 王万宝，李永宁，周迎新等.GIS超声波局放检测技术的应用分析[J].电气技术，2012.06（22）：49-52
[4] 杨圆，李成榕.典型GIS局部放电超声波信号特征研究[J].现代电力，2009.26（5）：18-23.
[5] 黎大健，梁基重，步科伟等.GIS部放电的超声波检测[J]压电气，2009.45（1）：10-15.
[6] 吴璞三.雷电定位系统[J].高电压技术，1991，17（4）：1-6.WU Pu -san.The lightning location system[ J] .High VoltageEngineering，1991，17（4）：1-6.