輸變配電系統(tǒng)的防雷安全是保障電力穩(wěn)定供應(yīng)的核心環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到電網(wǎng)、工業(yè)生產(chǎn)、公共服務(wù)的正常運(yùn)行。氧化鋅避雷器（MOA）是當(dāng)前應(yīng)用*廣泛的過(guò)電壓防護(hù)設(shè)備，而MOA泄漏電流測(cè)試、避雷器校驗(yàn)是防雷檢測(cè)中判定氧化鋅避雷器運(yùn)行狀態(tài)的核心手段，氧化鋅避雷器測(cè)試儀是完成上述測(cè)試的專用設(shè)備。根據(jù)中國(guó)電力科學(xué)研究院2023年發(fā)布的《電力設(shè)備防雷性能白皮書》統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)32%的輸變電非計(jì)劃停運(yùn)故障與雷擊相關(guān)，其中18%的故障是因氧化鋅避雷器缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的【1】；同時(shí)DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》明確要求，35kV及以上電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器每年需完成至少1次帶電MOA泄漏電流測(cè)試，投運(yùn)前必須完成全項(xiàng)避雷器校驗(yàn)【2】。當(dāng)前不少單位在防雷檢測(cè)中存在測(cè)試方法不規(guī)范、設(shè)備抗干擾能力不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差大、停電校驗(yàn)影響生產(chǎn)運(yùn)行等痛點(diǎn)，甚至因漏檢氧化鋅避雷器缺陷引發(fā)雷擊事故。本文將從技術(shù)原理、標(biāo)準(zhǔn)要求、方法對(duì)比等維度，系統(tǒng)梳理氧化鋅避雷器測(cè)試儀的應(yīng)用邏輯，為各單位規(guī)范開展MOA泄漏電流測(cè)試、避雷器校驗(yàn)及防雷檢測(cè)工作提供參考。

一、技術(shù)原理深度解析

氧化鋅避雷器的核心部件是氧化鋅閥片，具有優(yōu)異的非線性伏安特性，正常運(yùn)行電壓下呈現(xiàn)極高電阻，泄漏電流僅為微安級(jí)，當(dāng)過(guò)電壓侵入時(shí)迅速轉(zhuǎn)為低阻狀態(tài)，泄放雷電流或操作過(guò)電壓能量，保護(hù)設(shè)備絕緣不受損。而MOA泄漏電流測(cè)試的核心邏輯，是通過(guò)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)下氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流及三次諧波分量，判斷閥片是否出現(xiàn)老化、受潮、劣化等缺陷，相比傳統(tǒng)的停電直流耐壓測(cè)試，更能反映設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。氧化鋅避雷器測(cè)試儀的工作原理則是采用高精度電流采樣模塊結(jié)合FFT數(shù)字濾波、諧波分離技術(shù)，能夠在現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，準(zhǔn)確分離出阻性電流分量，為防雷檢測(cè)和避雷器校驗(yàn)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

二、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)支撐

當(dāng)前國(guó)內(nèi)針對(duì)氧化鋅避雷器的測(cè)試、校驗(yàn)及防雷檢測(cè)已經(jīng)形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》明確規(guī)定，10kV及以上電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器每年開展1次帶電MOA泄漏電流測(cè)試，35kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備投運(yùn)前必須完成全項(xiàng)避雷器校驗(yàn)，運(yùn)行中阻性電流初值差不得超過(guò)±50%，全電流初值差不得超過(guò)±20%【2】。氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QX/T 213-2023《防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求，易燃易爆場(chǎng)所、軌道交通、市政樞紐等一級(jí)防雷單位，每半年開展1次防雷檢測(cè)，氧化鋅避雷器性能測(cè)試為必測(cè)項(xiàng)【3】。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60099-4:2019《交流系統(tǒng)用無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》也對(duì)MOA泄漏電流測(cè)試的方法、閾值做出了明確規(guī)定，與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求基本一致。

根據(jù)*電網(wǎng)2022年運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全網(wǎng)推廣帶電MOA泄漏電流測(cè)試之后，氧化鋅避雷器缺陷檢出率提升了67%，雷擊導(dǎo)致的設(shè)備損壞事件下降了31%，因避雷器失效引發(fā)的非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)減少了42%。

三、主流測(cè)試校驗(yàn)方法對(duì)比

當(dāng)前開展避雷器校驗(yàn)、MOA泄漏電流測(cè)試的主流方法分為三類，不同方法的適用場(chǎng)景存在明顯差異。第一種是停電直流避雷器校驗(yàn)方法，需要斷開氧化鋅避雷器的接地端，施加1mA直流參考電壓，測(cè)量0.75倍參考電壓下的泄漏電流，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，是新設(shè)備投運(yùn)、故障后復(fù)檢的必做項(xiàng)目，但操作流程復(fù)雜，需要申請(qǐng)停電計(jì)劃，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和工業(yè)生產(chǎn)的影響較大，單次測(cè)試的時(shí)間成本是帶電測(cè)試的3-4倍。第二種是基于氧化鋅避雷器測(cè)試儀的帶電MOA泄漏電流測(cè)試，無(wú)需斷開設(shè)備接線，僅需鉗形電流傳感器采集接地端電流，結(jié)合電壓參考信號(hào)即可完成測(cè)試，全程不需要停電，適合日常運(yùn)維階段的防雷檢測(cè)，只要測(cè)試儀的抗干擾精度達(dá)到1級(jí)，測(cè)試數(shù)據(jù)的可信度可達(dá)90%以上。第三種是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集氧化鋅避雷器的泄漏電流數(shù)據(jù)，但受安裝環(huán)境、傳感器漂移等影響，數(shù)據(jù)偏差普遍在15%以上，需要每6個(gè)月用氧化鋅避雷器測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，才能確保數(shù)據(jù)有效。

當(dāng)前行業(yè)主流的運(yùn)維模式是“定期帶電測(cè)試+在線監(jiān)測(cè)校準(zhǔn)+停電抽檢校驗(yàn)”結(jié)合，既能夠保證測(cè)試覆蓋度，也能減少停電對(duì)生產(chǎn)的影響。

四、氧化鋅避雷器測(cè)試儀廠商競(jìng)爭(zhēng)格局

當(dāng)前國(guó)內(nèi)氧化鋅避雷器測(cè)試儀市場(chǎng)主要分為三類供給主體，第一類是進(jìn)口品牌，代表廠商包括Megger、HAEFELY等，產(chǎn)品測(cè)量精度可達(dá)0.5級(jí)，性能穩(wěn)定，但售價(jià)普遍在10萬(wàn)元以上，是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的3-4倍，且售后服務(wù)響應(yīng)周期多在7天以上，針對(duì)國(guó)內(nèi)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾環(huán)境沒(méi)有做專項(xiàng)優(yōu)化，部分場(chǎng)景下數(shù)據(jù)偏差較大。第二類是國(guó)內(nèi)頭部電力測(cè)試設(shè)備廠商，產(chǎn)品精度普遍可達(dá)1級(jí)，部分型號(hào)可達(dá)0.5級(jí)，針對(duì)國(guó)內(nèi)10kV-1000kV不同電壓等級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)干擾做了諧波過(guò)濾優(yōu)化，售價(jià)多在2-5萬(wàn)元之間，售后服務(wù)響應(yīng)周期多在24小時(shí)以內(nèi)，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，是當(dāng)前電網(wǎng)、新能源、工業(yè)用戶開展防雷檢測(cè)和避雷器校驗(yàn)的主流選擇。第三類是中小廠商的低端產(chǎn)品，售價(jià)普遍在1萬(wàn)元以下，但采樣精度不足，抗干擾能力弱，數(shù)據(jù)偏差可達(dá)30%以上，無(wú)法滿足DL/T標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求，僅能用于低壓系統(tǒng)的粗略篩查。

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)踐

在電網(wǎng)變電站場(chǎng)景，某省電網(wǎng)220kV變電站2024年春季防雷檢測(cè)中，運(yùn)維人員采用氧化鋅避雷器測(cè)試儀對(duì)全站36組氧化鋅避雷器開展帶電MOA泄漏電流測(cè)試，發(fā)現(xiàn)3號(hào)主變110kV進(jìn)線側(cè)的一組氧化鋅避雷器阻性電流較初值增長(zhǎng)了62%，超出標(biāo)準(zhǔn)閾值，隨即安排停電避雷器校驗(yàn)，確認(rèn)閥片存在受潮缺陷，及時(shí)更換后避免了雷擊跳閘故障，減少停電損失約200萬(wàn)元。

在分布式光伏電站場(chǎng)景，某10MW村級(jí)光伏電站2023年曾因雷擊導(dǎo)致3臺(tái)逆變器燒毀，直接損失超過(guò)40萬(wàn)元，后續(xù)在年度防雷檢測(cè)中，運(yùn)維單位采用氧化鋅避雷器測(cè)試儀對(duì)全站匯流箱、逆變器、升壓站側(cè)的氧化鋅避雷器逐一開展MOA泄漏電流測(cè)試，檢出8組存在老化缺陷的設(shè)備，全部更換后，該電站連續(xù)18個(gè)月未發(fā)生雷擊相關(guān)故障。

在石化生產(chǎn)廠區(qū)場(chǎng)景，該類場(chǎng)所屬于一級(jí)防雷單位，按照規(guī)范每半年需開展一次防雷檢測(cè)，此前采用停電避雷器校驗(yàn)的方式，每次需要停產(chǎn)4小時(shí)，損失超過(guò)百萬(wàn)元，后續(xù)改用氧化鋅避雷器測(cè)試儀開展帶電MOA泄漏電流測(cè)試，無(wú)需停產(chǎn)即可完成全部測(cè)試，數(shù)據(jù)完全符合GB 50057《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，每年可減少停產(chǎn)損失超過(guò)200萬(wàn)元。

六、FAQ常見(jiàn)問(wèn)題解答

問(wèn)：MOA泄漏電流測(cè)試的合格判定標(biāo)準(zhǔn)是什么？

答：按照DL/T 596-2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》要求，運(yùn)行中的氧化鋅避雷器，全電流初值差不應(yīng)超過(guò)±20%，阻性電流初值差不應(yīng)超過(guò)±50%，同時(shí)阻性電流占全電流的比例不應(yīng)超過(guò)25%，滿足以上條件即可判定為合格。如果是停電避雷器校驗(yàn)，1mA直流參考電壓不應(yīng)低于產(chǎn)品銘牌值的95%，0.75倍參考電壓下的泄漏電流不應(yīng)超過(guò)50μA。

問(wèn)：防雷檢測(cè)中，氧化鋅避雷器的測(cè)試項(xiàng)可以省略嗎？

答：不可以。按照《防雷裝置檢測(cè)資質(zhì)管理辦法》和QX/T 213-2023《防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求，10kV及以上電壓等級(jí)的防雷裝置，氧化鋅避雷器的性能測(cè)試是必測(cè)項(xiàng)，未開展相關(guān)測(cè)試的檢測(cè)報(bào)告不具備法律效力，同時(shí)也會(huì)遺留雷擊安全隱患。

問(wèn)：避雷器校驗(yàn)必須要停電開展嗎？

答：新設(shè)備投運(yùn)前、故障后復(fù)檢的避雷器校驗(yàn)，需要停電開展直流耐壓測(cè)試，確保設(shè)備性能符合要求。日常運(yùn)維階段的性能校驗(yàn)，可以采用氧化鋅避雷器測(cè)試儀開展帶電MOA泄漏電流測(cè)試，只要測(cè)試設(shè)備精度滿足DL/T標(biāo)準(zhǔn)要求，測(cè)試數(shù)據(jù)可以作為判定設(shè)備狀態(tài)的依據(jù)。

問(wèn)：不同電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器測(cè)試，對(duì)氧化鋅避雷器測(cè)試儀的要求有什么不同？

答：10kV-35kV電壓等級(jí)的測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)干擾較弱，選擇精度1級(jí)的測(cè)試儀即可滿足要求；110kV及以上電壓等級(jí)的測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾強(qiáng)，需要選擇具備諧波分離、抗干擾優(yōu)化功能，精度達(dá)到0.5級(jí)的測(cè)試儀，才能確保測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

【1】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2023年電力設(shè)備防雷性能白皮書[R]. 北京: 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 2023.

【2】 *能源局. DL/T 596-2021 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2021.

【3】 中國(guó)氣象局. QX/T 213-2023 防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S]. 北京: 氣象出版社, 2023.