摘要：避雷器在防雷中发挥着关键作用，但是避雷器由于结构上的特殊性，存在发热特点和受潮缺陷。利用红外诊断技术可以分析避雷器的发热原因，并且可以利用此技术分析避雷器发生的受潮缺陷。
关键词：红外诊断技术；避雷器；发热特点；受潮缺陷；原因分析
在雷雨多发季节，由于雷电的作用会对设备产生影响。避雷器可以起到保护作用，防止雷电入侵对设备产生的破坏作用。因此需要保证避雷器的可靠性。如果避雷器存在隐患，不仅难以起到保护作用，还会影响到设备的稳定运行。所以要关注避雷器的运行效果，这样才能保证在雷电多发季节设备的安全稳定运行。运行中的避雷器可以应用红外诊断技术实施诊断。
1.红外诊断技术的工作原理
红外诊断技术可以应用于避雷器的运行状态检查，通过检查可以提前发现避雷器存在的隐患。通过对于收集信息的总结和分析，可以识别避雷器在不同发热运行状况下的表现。
1.1 红外热像仪的信息采集
当前主要采用红外热像仪进行红外诊断，诊断时需要将探测器发生的红外线投射到避雷器上，利用光机实现依次的扫描，扫描产生的红外辐射信号经过转换后会形成电信号，信息放大后，红外热像仪收到的信号会变为可读取的避雷器温度。
1.2 红外探测器的类型
在红外诊断中，通常采用的红外探测器主要有三种类型。红外单元探测器的主要作用是对光电信号进行收集转换。多元列阵探测器实施红外诊断时，要通过取样处理，红外探测器产生的信号是视频信号。具有信息处理功能的探测器可以将摄像头输出的信号直接显示出来。
1.3 热图像的形成
红外探测器进行信号采集后，信息通过放大处理会形成视频信号，因此在显示器中可以显出避雷器不同部位的温度状况，因此可以确定避雷器各部的发热状况。热图像的形成是通过红外探测器完成信息的收集，视频信号包括避雷器的各个部位的温度情况。热像仪通过灰度的明暗显示出避雷器的温度。热像仪的灰度暗表明相关区域的温度低。热像仪灰度会对应避雷器不同位置的温度。
2.FS型阀式避雷器
2.1 结构特点和热像特征
FS型避雷器主要是由碳化硅电阻阀片组成，通过非线性串联而成。阀片间的非线性系数通常是0.3—0.4。在运行电压正常条件下，阀片间会有强电流作用，为了消除工频电流的影响，减少工频续流的作用，阀式避雷器中有相应的串联间隙。阀式避雷器存在封闭的瓷套，内部有串联间隙组和阀片电阻。FS阀式避雷器的设计为通常是串联间隙在上，阀片在下。在正常避雷器运行状态下，除了有一部分微安级的电流，避雷器中没有传导电流。所以正常情况下，FS型避雷器不存在功率损耗和发热现象，避雷器的热像和环境温度下的参照体类似。
2.2 受潮缺陷的发热特点
FS型避雷器发生的故障和受潮有关，由于不存在分路电阻，受潮的主要原因是顶部的密封发生老化。开始受潮后，绝缘电阻会下降，但电流非常微弱，外部不体现发热特征。FS型避雷器由于采用了低温式阀片，如果长时间受潮，在水解作用下会发生坍塌，避雷器上部的间隙组件会发生错乱，因此产生分压不均现象，局部存在放电发热。此外，内部如果集聚过多水分会发生结露，间隙组由于电流泄漏会产生发热。热像特征显示局部的温升会增大。
3.FZ型阀式避雷器
3.1 结构特点和热像特征
变电站通常涌流容量较大，FZ阀式避雷器由于对涌流的容量较大，耐压效果好，在间隙上采用了并联分路电阻的方式，可以保证各间隙工频电压的均匀分布，因而保证了灭弧能力，可以有效抵抗外部的影响。由于运行电压的持续作用，分路电阻会存在泄漏电流。此外，运行电压会作用于分路电阻，避雷器由于存在泄漏电流会消耗功率，因此在特定部位存在轻微发热，发热部位集中于分路电阻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆FZ型阀式避雷器的发热集中于中上部，有一个温度较高的发热区。
3.2 受潮缺陷的发热特点
FZ型避雷器如果受潮会导致密封胶发生老化，气密性难以保证。由于间隙组存在分路电阻，阻值如果超过阀片的阻值，本体受潮后分路的电阻值会降低。由于分路的电阻值发生变化避雷器的电导电流会增加，因此损耗功率会增加。避雷器受潮后，瓷套的内表面会产生结露，阀片在水解作用下会发生变形。所以避雷器的并联电阻受潮后，本体温度会升高。受潮元件的功率会发生变化，元件的功率损耗会增加。从热像特征可以体现出不同元件的发热程度有了变化，元件不再体现出自上而下的依次递减，存在温升异常现象。
4.磁吹避雷器
4.1 结构特点和热像特征
磁吹避雷器具有很好的性能，这类避雷器采用了电弧型磁吹间隙，具有高温阀片，所以保证了通流能力，为了保证大电流下的切断效果，磁吹间隙可以作用于电弧，通过拉长作用熄灭。磁吹避雷器的间隙设置有均压电阻，在运行时会有泄漏电流和功率损耗产生。磁吹避雷器的电压等级较高，瓷套结构中有芯柱，间隙组和阀片呈交叉分布，通过串联结合在一起。典型的热像特征是整体有发热存在，上部区域的温度较高。避雷器在正常运行时瓷套的外部有轻微的发热现象，温度分布具有上高下低的特点。
4.2 受潮缺陷的发热特点
磁吹避雷器的结构较为紧凑，由于没有过多的串联元件，因此有很少的独立密封容器，所以元件间存在相互影响，如果发生受潮会产生很大的危险。避雷器各部受潮后承受能力存在差异，由于内部的散热效果好，温度不会体现在瓷套表面，而是会集中于上部，所以磁吹避雷器发生受潮后各部的受影响程度不同。由于避雷器受潮不均匀，局部会存在发热。磁吹避雷器发生受潮后的热像表现为：避雷器如果是单元件可表现为发热区有温升异常现象，整体有明显的发热现象。避雷器如果是组合结构不会产生上部的温升变化，避雷器的局部和整体有发热现象。
5.氧化锌避雷器
5.1 结构特点和热像特征
氧化锌避雷器常用无间隙式，氧化锌阀片会直接受到运行电压的作用。主类避雷器通常采用单柱式结构，由于氧化锌阀片具有高涌流特性，整体的体积较小。氧化锌避雷器在运行时会消耗很小的功率，由于避雷器的外形结构比较均匀，因此外表的发热具有整体性的特点。由于避雷器正常工作状态下存在阻性电流分量，所以热像特征是整体存在轻度发热，温度集中在中部偏上的区域内。
5.2 受潮缺陷时的发热特点
氧化锌避雷器发生受潮主要由于密封效果变差，发生受潮后会导致电导性能变化，会增大阻性电流。氧化锌避雷器由于不具有串联间隙，所以阀片会持久受到电压的影响。氧化锌避雷器在受潮后局部会有发热现象，严重时伴有闪络击穿现象。氧化锌避雷器受潮后主要的热像表现为：单元件的整体结构会产生发热；多元件结构有些不一样，在初期表现为元件发生故障，发热会持续增加，进一步恶化后存在局部温升显著的现象
6 结论
为了保证避雷器的安全稳定运行，利用红外测温仪可以检查避雷器的各部温度，如果发现避雷器存在不正常的发热特点和受潮缺陷要就要及时解决解决措施，消除存在的隐患，保证避雷器的正常运行。
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论文作者:卢振威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/31
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