中华人民共和国国家标准
交流无间隙金属氧化物避雷器 GB 11032-89
Metal oxide surge arresters without gaps for a.c. systems
中华人民共和国机械电子工业部 1989-03-25 批准 1990-01-01实施
1 主题内容与适用范围
本标准规定了交流无间隙金属氧化物避雷器的技术要求、试验方法、检验
规则、标志和包装等内容。
本标准适用于交流电力系统中限制过电压用的无间隙金属氧化物避雷器(以下简称避雷器)。
2 引用标准
GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合
GB311.2 高电压试验技术 第一部分 一般试验条件和要求
GB311.3 高电压试验技术 第二部分 试验程序
GB311.4 高电压试验技术 第三部分 测量装置
GB775.3 绝缘子试验方法 第三部分 机械试验方法
GB7354 局部放电测量
GB11604 高压电器设备无线电干扰试验方法
GB191 包装储运图示标志
GB2900.12 电工名词术语 避雷器
GB2900.19 电工名词术语 高压试验技术
3 术语
本标准所用术语，除按本标准规定外，其余应符合GB2900.12及GB2900.19的规定。
3.1 无间隙金属氧化物避雷器
仅有金属氧化物非线性电阻片相串联和(或)并联、无并联或串联放电间隙所组成的避雷器。
3.2 金属氧化物非线性电阻片
是避雷器主要工作元件，由金属氧化物制成。由于它具有非线性伏安特性，在过电压时呈低电阻，从而限制避雷器上的电压，而在正常工频电压下呈高电阻。
3.3 无间隙金属氧化物避雷器的内部均压系统
并联于一片或一组金属氧化物非线性电阻片上的均压阻抗，主要是均压电容器，使沿金属氧化物非线性电阻片的电压分布均匀。
3.4 避雷器的均压环
避雷器的一种金属部件，通常呈圆环形，用以改善避雷器静电场的电位梯度或电压分布。
3.5 避雷器比例单元
按要求组装好的一个避雷器部件，对某种特定试验，它必须能代表整只避雷器的特性。避雷器比例单元不一定是避雷器元件。
3.6 避雷器元件
组装好的一个完整的避雷器部件，可与其他元件串联和(或)并联，构成更高额定电压和(或)更高标称放电电流的避雷器。
3.7 避雷器压力释放装置
用于释放因避雷器内部故障而引起内部增高的压力，以防止避雷器爆炸的一种装置。
3.8 避雷器的额定电压
施加到避雷器端子间最大允许工频电压有效值。按照此电压所设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统额定电压。
3.9 避雷器的持续运行电压
在运行中允许持久地施加在避雷器端子上的工频电压有效值。
3.10 避雷器的额定频率
能使用该避雷器的电力系统的频率。
3.11 陡波冲击电流
具有视在波前时间1μs的冲击电流。
3.12 雷电冲击电流
一种8/20μs波形冲击电流。因设备调整的限制，视在波前时间的实测值为7μs至9μs，波尾视在半峰值时间为18μs至22μs。
3.13 方波冲击电流
迅速上升到最大值、在规定时间内大体保持恒定、然后迅速降至零值的冲击波。定义方波冲击电流的参数为：极性、峰值、峰值视在持续时间和总的视在持续时间。
3.14 冲击波的视在原点
在电压对时间或电流对时间的曲线上，通过冲击波前上两个参考点所画直线与零值电压或零值电流的时间轴相交所确定的点。对于冲击电流，两个参考点为峰值的10%及90%。
注：此定义仅适用于纵坐标和横坐标尺寸为线性标度时，可参见第3.15条注。
3.15 冲击电流视在波前时间T1
以μs表示的时间，对于冲击电流，等于电流从10%到90%所需时间的1.25倍。
注：如在波前上有振荡，在10%和90%的两个参考点应取自通过振荡所画的平均曲线。
3.16 冲击波形表示
两数值的组合，第一个数值表示视在波前时间T1，第二个数值表示视在半峰值的时间T2，单位μs，写作T1／T2，符号“/”无数学意义。
3.17 方波冲击波峰的视在持续时间
冲击波幅值大于峰值90%的时间。
3.18 方波冲击的总的视在持续时间
冲击波幅值大于峰值10%的时间；如在波前有小振荡，应画出平均曲线，以确定达到10%的时间。
3.19 冲击波反极性峰值
冲击电压或电流波，在达到最终零值前，绕零值振荡时反极性的最大峰值。
3.20 避雷器的放电电流
避雷器动作时通过避雷器的冲击电流。
3.21 避雷器的标称放电电流
用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的放电电流峰值。
3.22 避雷器的操作冲击电流
视在波前时间大于30μs而小于100μs、视在半峰值时间约为视在波前时间两倍的冲击电流。
3.23 避雷器的持续电流
在持续运行电压下流过避雷器的电流。
注：持续电流由阻性和容性分量组成，可随温度和杂散电容的影响而变化。因此，试品的持续电流可不同于整只避雷器的持续电流。持续电流可用有效值或峰值表示。
3.24 避雷器的工频参考电流
用于确定避雷器工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值。工频参考电流应足够大，使杂散电容对所测的避雷器和元件(包括设计的均压系统)的参考电压的影响可以忽略，该值由制造厂规定。
注：①工频参考电流与避雷器的标称放电电流及(或)线路放电等级有关，对单柱避雷器，通常在1～20 mA范围内。
②在工频电流波形因电压极性而不对称情况下，应以较大极性的电流来确定参考电流。
3.25 避雷器的工频参考电压
在工频参考电流下测出的避雷器上的工频电压最大峰值除以 。多元件串联组成的避雷器的参考电压是每个元件参考电压之和。
注：参考电压的测量对正确选择动作负载试验的试品是必须的。
3.26 避雷器的直流参考电流
直流参考电流用于确定避雷器直流参考电压，直流参考电流通常为1～20mA。
3.27 避雷器的直流参考电压
在直流参考电流下测出的避雷器上的电压。
3.28 避雷器的残压
放电电流通过避雷器时其端子间的最大电压值。
3.29 避雷器的工频电压耐受时间特性
在规定条件下，对避雷器施加不同的工频电压，避雷器不损坏、不发生热崩溃时所对应的最大持续时间的关系曲线。
3.30 回路预期电流
在回路给定点，用阻抗可忽略的导体短接后，在该导体上流过的电流。
3.31 避雷器的保护特性
由以下各项组合：
a.陡波冲击电流残压；
b.雷电冲击电流残压；
c.操作冲击电流残压。
避雷器的雷电(过电压)保护水平是下列两项的较高者：
——陡波冲击电流下最大残压除以1.15；
——标称放电电流下最大残压。
避雷器的操作(过电压)保护水平是规定的操作冲击电流下的最大残压。
3.32 电压分布不均匀系数K
避雷器在持续运行电压下，金属氧化物非线性电阻片承受的最大电压减去其平均承受电压后与其平均承受电压之比。
3.33 避雷器的热崩溃
“热崩溃”是描述当避雷器的功率损耗随金属氧化物非线性电阻片的温度升高而增大，引起温度进一步上升，最终导致避雷器损坏的过程。
3.34 避雷器的热稳定
避雷器的热稳定是描述避雷器在动作负载试验时引起温度上升后，避雷器在规定的持续运行电压和规定的环境条件下，非线性电阻片的温度随时间而下降的情况。
3.35 避雷器脱离器
在避雷器故障时，使避雷器引线与系统断开以排除系统持续故障，并给出事故避雷器的可见标志的一种装置。
注：切除开断时通过避雷器的故障电流通常不是该装置的功能，故该装置不一定能防止瓷套爆炸。
4 避雷器的使用条件
4.1 避雷器的正常使用条件
按照下列正常使用条件，符合本标准的避雷器适用于户内外运行：
a.环境温度不高于+40℃，不低于-40℃；
b.太阳光的辐射；
c.海拔不超过1000 m；
d.电源的频率不小于48 Hz，不超过62 Hz；
e.长期施加在避雷器上的工频电压应不超过避雷器的持续运行电压；
f.地震烈度7度及以下地区；
g.最大风速不超过35 m/s。
4.2 避雷器的异常使用条件
异常使用条件见附录A的规定。
在异常使用条件下，本标准的使用需经供需双方同意。
5 技术要求
5.1 避雷器的制造要求
避雷器应符合本标准的要求，并应按照规定程序批准的图样和工艺文件进行制造。
5.2 避雷器的标准额定值
5.2.1 避雷器的额定电压
避雷器的额定电压值如下：
0.28，0.5，2.3，3.8，4.6，7.6，12.7，16.7，19，42，60，69，73，84，100，126，146，200，210，288，300，312，396，420，444，468 kV。
5.2.2 避雷器的额定频率
避雷器的额定频率为50 Hz及60 Hz。
5.2.3 避雷器的标称放电电流
避雷器的标称放电电流分别为：20，10，5，2.5，1.5，1kA共6级，其波形为8/20μs。
5.3 避雷器的机械性能
5.3.1 承受的长期机械力
避雷器在下述机械负荷共同作用下，应能保证可靠运行。
a.避雷器顶端承受导线的最大允许水平拉力F1，其值按表1规定。
表1 最大允许水平拉力F1
避雷器额定电压有效值
kV |
3.8～19 |
42～84 |
100～210 |
288～468 |
最大允许水平拉力
N |
147 |
294 |
490，980 |
980，1470 |
b.作用于避雷器上的风压力F2应按式(1)计算：
(N)………………………… (1)
式中：v0——最大风速，m/s；
S——避雷器的迎风面积(应考虑表面覆冰厚度2 cm),m2；
a——空气动力系数，它依风速大小而定。当v0≤35 m/s时，a=0.8。
5.3.2 承受地震力
制造厂应通过计算或试验，提供避雷器可能承受的地震加速度能力。
5.4 避雷器的最大残压值
各种类型避雷器，在陡波冲击电流、雷电冲击电流及操作冲击电流下的残压值，应不超过表2～表8的规定。
操作冲击电流残压测量的电流值应按表9的规定。
5.5 避雷器的电流冲击耐受试验要求
避雷器应分别耐受表10的长持续时间电流(方波或线路放电电流)冲击18次而不击穿、不闪络、不损坏、且试验前后标称放电电流下的残压变化应不超过5%。
抽样试验时，应进行方波电流冲击耐受试验和大电流冲击耐受试验。方波冲击电流耐受试验中额定电压126 kV及100 kV以下的避雷器，其方波电流冲击试验电流值应按表10定。额定电压100 kV、200 kV及以上的电站避雷器，其方波冲击试验电流值应按表11。试验应耐受18次而不击穿、不闪络、不损坏。
表2 电站和配电避雷器最大残压值
避雷器
额定电压 |
系统额
定电压 |
避雷器
持续运
行电压 |
标称放电电流20kA等级 |
标称放电电流10kA等级 |
标称放电电流5kA等级 |
电站避雷器 |
电站避雷器 |
电站避雷器 |
配电避雷器 |
陡波冲
击电流
下残压 |
雷电冲
击电流
下残压 |
操作冲
击电流
下残压 |
直流1mA参考电压 |
陡波冲
击电流
下残压 |
雷电冲
击电流
下残压 |
操作冲
击电流
下残压 |
直流1mA参考电压 |
陡波冲
击电流
下残压 |
雷电冲
击电流
下残压 |
操作冲
击电流
下残压 |
直流1mA参考电压 |
陡波冲
击电流
下残压 |
雷电冲
击电流
下残压 |
操作冲
击电流
下残压 |
直流1mA参考电压 |
有效值 |
峰 值 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
3.8 |
3 |
2.0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
15.5 |
13.5 |
11.5 |
7.2 |
19.6 |
17.0 |
14.5 |
7.5 |
7.6 |
6 |
4.0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
31.0 |
27.0 |
23.0 |
14.4 |
34.5 |
30.0 |
25.5 |
15.0 |
12.7 |
10 |
6.6 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
51.8 |
45.0 |
38.3 |
24.0 |
57.5 |
50.0 |
42.5 |
25.0 |
42 |
35 |
23.4 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
154 |
134 |
114 |
73 |
— |
— |
— |
— |
69 |
63 |
40 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
258 |
224 |
190 |
122 |
— |
— |
— |
— |
100 |
110 |
73 |
— |
— |
— |
— |
291
325 |
260
290 |
221
247 |
145
145 |
299
334 |
260
290 |
221
247 |
145
145 |
— |
— |
— |
— |
126 |
110 |
73 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
382 |
332 |
282 |
214 |
— |
— |
— |
— |
200 |
220 |
146 |
— |
— |
— |
— |
582
650 |
520
580 |
442
494 |
290
290 |
598
668 |
520
580 |
442
494 |
290
290 |
— |
— |
— |
— |
288 |
330 |
210 |
— |
— |
— |
— |
782 |
698 |
593 |
408 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
300 |
330 |
215 |
— |
— |
— |
— |
814 |
727 |
618 |
424 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
312 |
330 |
220 |
— |
— |
— |
— |
847 |
756 |
643 |
441 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
396 |
500 |
312 |
1104 |
986 |
808 |
532 |
1015 |
905 |
804 |
532 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
420 |
500 |
318 |
1170 |
1046 |
858 |
565 |
1075 |
960 |
852 |
565 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
444 |
500 |
324 |
1238 |
1106 |
907 |
597 |
1137 |
1015 |
900 |
597 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
468 |
500 |
330 |
1306 |
1166 |
956 |
630 |
1198 |
1070 |
950 |
630 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
大电流冲击耐受试验时，避雷器应耐受表12的大电流冲击两次而不击穿、不闪络、不损坏。
5.6 避雷器的密封性能
避雷器应有可靠的密封。在避雷器寿命期间内，不应因密封不良而影响避雷器的运行性能。
5.7 避雷器的工频参考电压
对整只避雷器(或避雷器元件)，应测量工频参考电流下的工频参考电压值(峰值除以 )，其工频参考电流值由制造厂规定。
5.8 避雷器的压力释放特性
额定电压42 kV及以上的避雷器应具有压力释放装置。
对具有压力释放装置的避雷器应进行压力释放特性试验，以保证避雷器故障时不会引起粉碎性爆炸，试验应按表13定的电流值进行试验。
5.9 避雷器的持续电流
在持续运行电压下通过避雷器的持续电流应不超过规定值(可用有效值或峰值表示)，该值由制造厂规定。
5.10 避雷器的动作负载特性
为保证避雷器的可靠运行，避雷器应通过动作负载试验，不得有击穿、闪络等现象。试验后，其标称放电电流下的残压值的变化应不超过5%。
动作负载试验中的加速老化试验，对中性点有效接地系统避雷器、低压避雷器、电气化铁道和电机避雷器，所加工频电压为避雷器持续运行电压；对中性点非有效接地系统用电站、配电和并联补偿电容器避雷器，所加工频电压为1.3倍避雷器持续运行电压。
表3 电机避雷器最大残压值kV
避雷器
额定电压 |
电 机
额定电
压 |
避雷器
持续运
行电压 |
标称放电电流2.5kA等级 |
发电机避雷器 |
电动机避雷器 |
陡波冲击电流残压 |
雷电冲击电流残压 |
操作冲击电流残
压 |
直流1mA
参考电压 |
陡波冲击电流残压 |
雷电冲击电流残压 |
操作冲击电流残压 |
直流1mA
参考电压 |
有 效 值 |
峰 值 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
3.8 |
3.15 |
2.0 |
10.9 |
9.5 |
7.6 |
5.6 |
10.9 |
9.5 |
7.6 |
5.6 |
7.6 |
6.3 |
4.0 |
21.9 |
19.0 |
15.0 |
11.3 |
21.9 |
19.0 |
15.0 |
11.3 |
12.7 |
10.5 |
6.6 |
35.7 |
31.0 |
25.0 |
18.9 |
35.7 |
31.0 |
25.0 |
18.9 |
16.7 |
13.8 |
9.0 |
46.0 |
40.0 |
32.0 |
24.8 |
— |
— |
— |
— |
19.0 |
15.75 |
10.0 |
51.8 |
45.0 |
36.0 |
28.2 |
— |
— |
— |
— |
表4 电机中性点避雷器的最大残压值kV
避雷器额定电压 |
电机额定电压 |
标称放电电流1kA等级 |
雷电冲击电流残压峰值 |
直流1mA参考电压 |
有效值 |
不大于 |
不小于 |
2.3 |
3.15 |
6.0 |
3.4 |
4.6 |
6.3 |
12.0 |
6.9 |
7.6 |
10.5 |
19.0 |
11.3 |
表5 变压器中性点避雷器的最大残压值kV
避雷器额定电压 |
系统额定电压 |
标称放电电流1kA等级 |
雷电冲击电流残压 |
操作冲击电流残压 |
直流1mA 参考电压 |
峰值 |
有 效 值 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
60 |
11 |
144 |
137 |
86 |
73 |
110 |
200 |
165 |
103 |
146 |
220 |
320 |
304 |
190 |
210 |
330 |
440 |
399 |
250 |
100 |
500 |
260 |
243 |
152 |
表6 并联补偿电容器避雷器的最大残压值k
避雷器
额定电压 |
系统额定电压 |
避雷器持续运行电压 |
标称放电电流5 kA等级 |
雷电冲击电流残压 |
操作冲击电流残压 |
直流1mA 参考电压 |
峰值 |
有 效 值 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
3.8 |
3 |
2.0 |
13.5 |
10.5 |
6.9 |
7.6 |
6 |
4.0 |
27.0 |
20.8 |
13.8 |
12.7 |
10 |
6.6 |
45.0 |
35.0 |
23.0 |
42 |
35 |
23.4 |
134 |
105 |
70 |
69 |
63 |
40 |
224 |
176 |
117 |
表7 低压避雷器最大残压值kV
避雷器额定电压 |
系统额定电压 |
避雷器持续运行电压 |
标称放电电流1.5 kA 等级 |
雷电冲击电流残压峰值 |
直流 1mA 参考电压 |
有 效 值 |
不大于 |
不小于 |
0.28 |
0.22 |
0.24 |
1.3 |
0.6 |
0.50 |
0.38 |
0.42 |
2.6 |
1.2 |
表8 电气化铁道避雷器的最大残压kV
避雷器
额定电压 |
系 统
额定电压 |
避雷器持续
运行电压 |
标称放电电流5kA等级 |
陡波冲击
电流残压 |
雷电冲击
电流残压 |
操作冲击
电流残压 |
直流1mA参考电压 |
有 效 值 |
峰值 |
不大于 |
不大于 |
不大于 |
不小于 |
42 |
27.5 |
31.5 |
138 |
120 |
98 |
65 |
84 |
55 |
63 |
276 |
240 |
196 |
130 |
表9 避雷器操作冲击电流残压试验的电流值
避 雷 器 类 别 |
避雷器额定电压，kV 有效值 |
操作冲击电流值，A 峰值 |
20 kA 等级 |
电站避雷器 |
396～468 |
2000 |
10 kA 等级 |
电站避雷器 |
100～200
288～312
396～468 |
500
1000
2000 |
5 kA等级 |
并联补偿电容器避雷器 |
3.8～69 |
500 |
电站避雷器 |
3.8～69 |
250 |
100～200 |
500 |
电气化铁道避雷器 |
42～84 |
500 |
配电避雷器 |
3.8～12.7 |
100 |
2.5 kA 等级 |
电机避雷器 |
3.8～19 |
100 |
1 kA 等级 |
中性点避雷器 |
60～210 |
500 |
表10 避雷器的电流冲击耐受试验要求
避 雷 器 类 别 |
避雷器额定电压
kV有效值 |
长持续时间 |
电流冲击 |
线路放电试验 |
2000 μs方波电流，A 峰值 |
20 kA 等级 |
电站避雷器 |
396～468 |
6.6.3条 |
— |
10kA 等级 |
电站避雷器 |
100，200
288～468 |
6.6.3条
6.6.3条 |
—
— |
5 kA 等级 |
电站避雷器 |
100，200
3.8～69
126 |
6.6.3条
—
— |
—
150
600 |
并联补偿电
容器避雷器 |
3.8～69 |
— |
4001) |
电气化铁道避雷器 |
42～84 |
— |
400 |
配电避雷器 |
3.8～12.7 |
— |
75 |
2.5 kA 等级 |
电动机避雷器 |
3.8～12.7 |
— |
200 |
发电机避雷器 |
3.8～19 |
— |
200 |
1.5 kA 等级 |
低压避雷器 |
0.280～0.500 |
— |
50 |
1 kA 等级 |
中性点避雷器 |
2.3～7.6
60～210 |
— |
200
400 |
|
|
|
|
|
|
注：1)如有更高要求时，由供需双方协商。
表11 额定电压100 kV,200kV 及以上的电站
避 雷 器 类 别 |
额定电压，kV 有效值 |
2000μs方波电流，A 峰值 |
20kＡ等级 |
电站避雷器 |
396～468 |
1500 |
10kA等级 |
电站避雷器 |
100 |
400 |
200 |
600 |
288～312 |
1000 |
396～468 |
1200 |
5 kA 等级 |
电站避雷器 |
100 |
400 |
200 |
600 |
表12 大电流冲击耐受试验电流值
避 雷 器 类 别 |
波形4/10 μs ，kA 峰值 |
20 kA 等级 |
电站避雷器 |
65 |
10 kA 等级 |
电站避雷器 |
65 |
5 kA 等级 |
电站避雷器 |
40 |
并联补偿电容器避雷器 |
40 |
电气化铁道避雷器 |
40 |
配电避雷器 |
25 |
2.5 kA 等级 |
发电机和电动机避雷器 |
25 |
1.5 kA 等级 |
低压避雷器 |
10 |
1 kA 等级 |
中性点避雷器 |
5 |
表13 压力释放试验的电流值
避 雷 器 类 别 |
大电流压力释放 |
小电流压力释放 |
预期对称电流，kA 有效值 |
电流值，A 有效值 |
20 kA 等级 |
电站避雷器 |
40
20
10 |
800 |
10 kA 等级 |
电站避雷器 |
40
20
10 |
5 kA 等级 |
电站避雷器
并联补偿电容器避雷器
电气化铁道避雷器 |
40
20
16
10
5 |
1 kA 等级 |
中性点避雷器 |
5 |
5.11 避雷器工频电压耐受时间特性
避雷器应具有一定的工频过电压耐受能力，制造厂应提供相应的耐受特性。
对用于中性点有效接地系统的避雷器和电气化铁道避雷器，应提供时间范围为0.1s～20in工频电压耐受特性曲线。曲线由四点组成。中间两点应为1s和30s，曲线上的10s耐受电压应不低于避雷器的额定电压。
对用于中性点非有效接地系统的额定电压3.8～12.7kV的电站避雷器和配电避雷器应在1.3倍额定电压下耐受2h，在额定电压下耐受24h。
对用于中性点非有效接地系统的并联补偿电容器避雷器和额定电压42kV及其以上的电站避雷器，应在1.2倍额定电压下耐受2h，在额定电压下耐受24h。
对用于中性点非有效接地系统的发电机避雷器和电动机避雷器，应在额定电压下耐受2h。
对电机中性点避雷器应在额定电压下耐受2h。
对变压器中性点避雷器，应在额定电压下耐受10s，在0.8倍额定电压下耐受2h。
工频耐受试验中不得有击穿、闪络等现象，并应给出试验前后标称电流下的残压值。
注：低压避雷器不作此项试验。
5.12 避雷器瓷套的绝缘耐受性能
避雷器瓷套的绝缘耐受电压符合GB 311.1中对高压电器外绝缘的规定。
避雷器瓷套的最小公称爬电比距应符合以下要求：
无明显污秽地区 17mm/kV
普通污秽地区 20 mm/kV
重污秽地区 25 mm/kV
重污秽地区用避雷器应作污秽试验。
对于低压避雷器瓷套的绝缘耐受电压按表14。
表14 压避雷器瓷套的绝缘耐受电压kV
避雷器额定电压 有效值 |
工频干耐受电压 有效值 不小于 |
工频湿耐受电压 有效值 不小于 |
0.28 |
3.0 |
2.0 |
0.50 |
4.0 |
2.5 |
5.13 避雷器的无线电干扰电压和局部放电特性
额定电压2.3kV及以上的避雷器应测定局部放电量。额定电压100kV及以上的避雷器，还应测定其无线电干扰电压。
避雷器在1.05倍持续运行电压下的无线电干扰电压应不大于2500μV。
避雷器在1.05倍持续运行电压下的内部局部放电量应不大于50pC。
5.14 避雷器的直流参考电压
对整只避雷器(或元件)应测量当通过避雷器的直流参考电流为1mA的电压值，其值应不小于表2～表8的规定。
5.15 多柱避雷器的电流分布
多柱金属氧化物非线性电阻片(以下简称电阻片)并联组成的避雷器，在标称放电电流和操作冲击电流下，每柱通过的电流值应尽可能相同，其不均匀程度由制造厂规定。
5.16 避雷器的耐污秽性能
当避雷器使用于重污秽地区时，避雷器应进行污秽试验，具体要求由供需双方协商确定。
5.17 避雷器的脱离器性能
在脱离器试验时，无论是与避雷器联合或单独进行，均必须在动作时要有明显的开断表示，以表明避雷器已损坏。
5.17.1 脱离器应耐受下列各项试验均不得动作：
a.2000μs方波电流耐受试验；
b.动作负载试验。
5.17.2 脱离器应在20，200，800A（±10%)三种电流值下测量安秒动作特性。
6 试验方法
6.1 测量装置和准确度
除本标准规定外，测量装置和准确度应符合 GB 311.4的要求。
6.2 试品
除另有规定，全部试验应在避雷器、避雷器比例单元或避雷器元件上进行。试品应是新的、清洁的、装配完整，并尽可能按实际运行情况布置。
当试验在避雷器比例单元上进行时，该比例单元必须能代表整只避雷器的特性。
对于线路放电试验、方波冲击耐受试验、动作负载试验和工频耐受试验，避雷器的参考电压必须选择工厂规定的最低值。此外，对多柱避雷器，必须考虑电流分布不均匀的最大值。为了达到这一要求，应满足以下规定：
a.整只避雷器的额定电压与试品的额定电压之比定义为n。试品中所用电阻片的体积尽可能不大于整只避雷器所用的电阻片中最小体积除以n；
b.试品的参考电压 应等于K ，K是避雷器的参考电压最低值与其额定电压 之比。如果所选用的试品 大于K ，系数n应相应降低；
注：如果 小于 ，避雷器可能吸收过多的能量，这种试品只有在制造厂同意后方能使用。
c.对多柱避雷器，试品各柱间的电流分布应以电流分布试验时使用的冲击电流进行测量，每柱电流的最大值应在制造厂规定的上限值的+3%之内。
6.3 持续电流试验
本试验应在整只避雷器(或避雷器元件)上进行，对试品施加持续运行电压，测量通过试品的全电流和阻性电流。
如果在避雷器的元件上进行时，所施加的持续运行电压按整只避雷器的额定电压与元件额定电压的比例计算。
工频电源的频率范围为48～62Hz，电压波形应近似为正弦波，其峰值与有效值之比应等于 ±0.07，并满足GB 311.3的规定。
试验环境温度为25±10℃。
所测得的持续电流值应符合制造厂的规定。
6.4 残压试验
残压型式试验的目的，是用建立规定的冲击电流残压和出厂试验电压水平两者之比来验证规定的保护水平。出厂试验电压水平，可以是参考电压或者是0.01～2倍标称放电电流范围内任一适当的雷电冲击电流下的残压，该电流值由制造厂规定。
出厂试验用雷电冲击电流下的最大残压必须规定，并公布在制造厂的型式试验数据中。试品在各种规定的电流和波形下测出的残压值乘以出厂试验电流下避雷器最大残压与在相同电流下试品所测出的残压之比，便得到最大残压值。
型式试验应在3只避雷器或避雷器比例单元上进行，试品应符合本标准6.2条的规定。两次测量之间的时间间隔，应足以使试品恢复到接近环境温度。试验时环境温度为25±10℃。如果避雷器的额定电压高于3kV时，比例单元的额定电压可取3～6 kV。
出厂试验允许对每片电阻片进行标称放电电流(偏差±5%)下作残压试验，避雷器的残压为每片电阻片残压的算术和。
对多柱避雷器，试验也可在一柱上进行，试验电流幅值为标称电流除以柱数(考虑电流分布不均匀程度)。测出的残压代表整只避雷器的残压。
避雷器在陡波冲击电流、雷电冲击电流及操作冲击电流下的残压，应分别不超过表2～表8中所规定的相应避雷器的最大残压值。
分压器、分流器的要求应符合GB 311.4的要求。
6.4.1 陡波冲击残压试验
本试验采用视在波前时间为1μs的冲击电流，波前时间应在0.9～1.1μs范围内，视在半峰值时间不作规定。
向3只试品中的每个试品施加一次峰值等于避雷器的标称放电电流(偏差±5%)的陡波，分别录取其残压值，并按本标准6.4条校正。3次试验中的最大数值不得超过表2、表3、表8所规定的相应数值。
电压测量系统的响应时间应不大于20 ns。
6.4.2 雷电冲击残压试验
本试验采用波形8/20μs的冲击电流，设备应调整到使视在波前时间在7～9μs、视在半峰值时间在18～22μs范围内。
对每个试品施加三次冲击。其电流峰值近似为避雷器标称放电电流的0.5，1.0，2.0倍，记录其残压值并按本标准6.4条校正。以此9个试验点的最大包络线画出伏安特性曲线，然后根据曲线可得到标称放电电流下的残压值。该值不得超过表2～表8所规定的相应数值。
电压测量系统的响应时间应小于200 ns。
注：在验收试验时，如果不能用上述电流中的任何一种电流在整只避雷器上进行验收时，则可在避雷器元件上进行。试验电流可用0.01～0.25倍标称放电电流值。试验结果与整只避雷器进行比较。制造厂应给出0.01～0.25倍标称放电电流下残压的试验数据。
6.4.3 操作冲击残压试验
本试验采用视在波前时间大于30μs而小于100μs、视在半峰值时间为波前时间的2倍以上的冲击电流波。
对每个试品施加冲击电流(偏差为±5%)一次，其电流的峰值为表9所规定。测出的残压值按本标准6.4条校正。3次试验中的最高残压值不得超过表2、表3、表5、表6、表8中的规定。
6.5 大电流冲击耐受试验
本试验只用于抽样试验。
试验时，应从同批被试电阻片中抽取工频参考电流(或直流参考电流)下电压最高者5片，进行此项试验。试品应耐受两次冲击，不应有击穿、闪络等损坏。两次之间间隔应能使电阻片冷却到环境温度。
试验电流值应按表12规定，波形为4/10 μs。波形调整范围如下：
a.电流峰值为规定峰值的90%～110%；
b.视在波前时间为3.5～4.5 μs；
c.视在半峰值时间为9～11 μs；
d.任何反极性电流波的振荡，其峰值应小于电流峰值的20%；
e.允许冲击波上有小振荡，但其峰值应小于峰值的5%。为了测量，可以用一条平均曲线确定峰值。
6.6 长持续时间电流冲击耐受试验
6.6.1 总则
本试验应在避雷器比例单元(或电阻片)上进行。试品必须是新的。试品的额定电压为3～6 kV。试验时，电阻片可暴露在温度为20±15 ℃的静止空气中。
当脱离器与避雷器设计成一体时，试验必须按运行条件带脱离器进行。
本试验应耐受18次冲击，试验分为6组，每组为3次，每两次之间的间隔为50～60 s,每相邻两组之间的间隔应使试品冷却到接近环境温度。
试验后，当试品冷却到环境温度，重复残压试验，试验前后其同极性标称放电电流(试验前后的电流值偏差应小于3%)下每只试品的残压变化不得超过5%。
检查试品不应有击穿、闪络、损坏等现象。
经过试验的电阻片不得装入产品中使用。
6.6.2 方波电流冲击耐受试验
型式试验应在比例单元上进行。试品3只。试品应符合本标准6.2条规定。
抽样试验在电阻片上进行，应从同批被试电阻片中抽取工频参考电流(或直流参考电流)下所测电压最高的5片进行试验。
型式试验和抽样试验中，如果仅有1只试品通流不足18次，则加倍数量抽取参考电压最高者做试验。如试验合格，则认为试品合格。如其中仍有通不过18次的电阻片出现时，则认为试验没有通过。对于抽样试验允许降低参考电压(由工厂自行规定)重新进行试验。试验合格后，则高于此参考电压的电阻片认为不合格。
本试验用方波发生器进行，如果用触发点火系统，其能量不得超过主回路贮存能量的0.5%。
方波波形规定如图1所示。
图1 2000μs方波波形图
a—波峰的视在持续时间，其值为2000μs，
b—总的视在持续时间：b/a≤1.5；c≤10%
注：100%处表示幅值，允许偏差+10%。
试验所用方波冲击电流如表10、表11所规定。
6.6.3 线路放电耐受试验
试验在比例单元上进行。试品3只。试品应符合本标准6.2条的规定。
本试验按表10规定的参数模拟预充电的线路对试品施加放电的电流冲击。
试验回路波阻抗与表15规定的线路波阻抗的偏差应不大于20%。
表15 避雷器线路放电试验参数
避雷器标称放电
电流等级
峰值，kA |
线路放电
等级 |
线路波阻抗Z
Ω |
电流的视在持续
时间T，μs |
充电电压UL
kV,d.c |
相当于系统额定
电压等级
有效值，kV |
5
10 |
1 |
4.9UR |
2000 |
3.2UR |
110 |
5
10 |
2 |
2.4UR |
2000 |
3.2UR |
220 |
10 |
3 |
1.3UR |
2400 |
2.8UR |
330 |
10
20 |
4 |
0.8UR |
2800 |
2.6UR |
500 |
注：UR—试品额定电压，kV，有效值。
表中线路放电等级的增加与能量要求的增加相对应，适当选择放电等级是以系统要求为依据(见附录F)。
通过试品的能量W由表15中的参数决定并按式(2)计算：
…………………………(2)
式中：T——时间；
Ures——按表15通过3个试品较低电流值下的最低操作冲击电流残压值。
如果满足下列要求，试验可在任何发生器上进行：
a.电流冲击峰值的视在持续时间应为表15规定值的100%～120%之间；
b.电流冲击总的视在持续时间不应超过峰值视在持续时间的150%；
c.振荡或起始脉冲不应超过电流峰值的10%。如果出现振荡，以平均曲线来确定峰值；
d.对每只试品每次冲击测出的能量应满足：
第一次冲击的能量应为上式计算能量值的90%~110%，其余17次冲击的能量应为式式计算能量值的100%~110%；
每次试验时，电流发生器应在电流冲击起始的总持续时间的1~2倍间与试品断开。
常用的试验回路附录E。
6.7 工频参考电压试验
对避雷器(或避雷器元件)施加工频电压，当通过试品的阻性电流等于工频参考电流时，测出试品上的工频电压峰值。参考电压等于该工频电压峰值除以 ，如参考电压与极性有关时，取低值。试验环境温度为25±10℃。
6.8 直流参考电压试验
对避雷器(或避雷器元件)施加一直流电压，当通过试品的电流值等于1mA时，测得试品上的直流电压值。如参考电压与极性有关时，取低值。
直流电压脉动部分应不超过±1.5%。
试验环境温度为25±10℃。
6.9 无线电干扰电压和局部放电试验
试验在完整的避雷器上进行，并应按实际运行情况安装。
试验时，加于避雷器的工频电压应升至避雷器的额定电压，然后在小于10s时间内降低至1.05倍持续运行电压。在该电压下，局部放电量不大于50pC，无线电干扰电压应不大于2500μV。
测试无线电干扰的频率为1.0MHz。试验前应确定背景干扰水平，并应使背景干扰降至最低水平。
其试验方法按照GB11604中的有关规定，局部放电试验方法应按照GB7354中的有关规定进行试验。
6.10 动作负载试验
6.10.1 总则
此试验是对避雷器试品按照规定的次数，施加规定的冲击电流并施加工频电压，以模拟实际运行条件的试验，在工频电压施加过程中电压峰值的变化应不超过1%。电压峰值对有效值之比与 的偏差不大于2%。电压测量精度为±１%。
通过该项试验的主要要求是，被试避雷器在施加工频电压时能够冷却下来，即不出现热崩溃。因此要求试品的瞬时及稳态的热耗散能力等于或小于整只避雷器。
试验规定在3只完整避雷器或避雷器比例单元上进行。对于低压避雷器及额定电压在3～6kV时，可直接在整只避雷器上进行。对于额定电压高于6kV的避雷器，试验可在避雷器的比例单元上进行。比例单元的额定电压为3～6kV。施加到试品上电压和通过试品的工频电流，尽可能与整只避雷器等价。如脱离器与避雷器设计成一体时，动作负载试验应带脱离器进行。
试品应符合本标准6.2条的规定。
避雷器是否通过动作负载试验，主要是看电阻片的功率损耗。因此本试验在未经加速老化试验的新电阻片上进行时，施加的工频电压应为升高的试验电压 *(见本标准6.10.2条)和 *，在 *和 *下，电阻片的功率损耗应相当于电阻片在老化后，在电压 和额定电压Un下的功率损耗。
加于被试避雷器比例单元上的工频试验电压应等于整只避雷器的电压乘以比例单元与整只避雷器额定电压的比值。
注：在图2、图3中规定的预热温度60±3℃是加权平均温度。它包括环境温度、太阳辐射和避雷器瓷套上某些污秽的影响。
6.10.2 加速老化试验
本试验是为了确定在未经加速老化试验的电阻片上进行动作负载试验时，施加的工频电压 *和 *值(见图2和图3)。
6.10.2.1 试验程序
试验在3个试品上进行。试品应符合6.2a条中的规定，并且3个试品应在1台避雷器中分别选取可能出现的参考电压最大、最小的电阻片和参考电压为平均值的电阻片，当避雷器是按电阻片的参考电压高低自上而下组装时，取平均参考电压的电阻片试验。试品上所施加的电压UcT应考虑到避雷器中电压分布不均匀的因素，由式(3)确定。
(3)
式中：Uc——试品的持续运行电压；
K——避雷器在持续运行电压下的电压分布不均匀系数。
(4)
式中：L——避雷器的总高度，m；
K0——系数为0.05。
如果对避雷器进行电压分布实测或计算，则电压UcT可取实测(见附录G)或计算的结果。
对试品连续施加1000h(加压期间，中途不得停电)电压UcT，而在实验过程中，电阻片表面温度应保持115±4℃。
在加速老化期间，电阻片可置于避雷器中所用的周围介质中。这时应在封闭的容器内的单个电阻片上进行老化试验，容器的容积至少为电阻片容积的2倍。其介质密度应不低于避雷器中的介质密度。
注：①如制造厂能够证明在敞开的空气中进行加速老化试验和按照上述方法等价，则加速老化试验可在敞开的空气中进行。
②如周围介质是液体或其他物质，则加速老化试验程序需经供需双方同意。
③对中性点非有效接地系统用电站、配电和并联补偿电容器避雷器，Uc取试品的1.3倍持续运行电压进行试验，对中性点避雷器，Uc取试品的0.4UR进行试验。
6.10.2.2 升高的 *和 *的确定
将试品预热到115±4℃，然后向试品施加电压UcT，并在1～2h时间内测量试品在 下的功率损耗 ，在加电压1000h(+100h)时间后，再在 下测量试品的功率损耗 。两次测量应在相同的温度(±1℃)下进行。如果小于 ，则动作负载试验时，施加的电压 和 不需要修正。如果大于 ，可得 = ／ 。当在未经加速老化试验的试品上进行动作负载试验时，则试品的电压 和额定电压 应升高到 *和 *，其值按下列方法确定。
在室温及电压UcT、 下测量未经加速老化试验的试品的功率损耗 和 ，然后将电压升高到 *， *，其相应的功率损耗 、 应满足下列关系的要求：
，
此处UcT是加速老化试验所确定的3个试品中的最大值。
在功率损耗测量时，其测量时间应尽可能短，以免因试品发热而使功率损耗增加。
6.10.3 试品的散热特性
6.10.3.1 总则
在动作负载试验中，试品的性能在很大程度上与试品散热能力有关。为此，试品必须具有相当于整只避雷器的瞬态及稳态的散热能力。在同样的环境条件下，试品中和整只避雷器中的电阻片在承受相同电压时，原则上应达到相同的温度。
6.10.3.2 试品的要求
本条规定了一个严格的避雷器比例单元的热模型，当要求热性能等价时，应该遵循：
a.模型的电性能和热性能必须代表被模拟避雷器工作元件的一部分。
b.外壳必须满足下述要求：
(1)材料应与避雷器外壳相同。
(2)内径应与避雷器外壳内径相同(±5%)。
(3)外壳应足够长，以容纳避雷器比例单元，但最好不超过比例单元长度的10%。
允许外壳比电阻片柱长出50%，但是外壳伸长部分必须填充未经压缩的绝热材料，如：玻璃棉，而外部同样长度上也必须绝热，在外壳外部绝热材料的热阻常数(R值)在径向应为2.9℃·m2／W或更大。
(4)试品外壳的总重比被模拟避雷器比例单元的外壳重量不应大于10%。
(5)外壳两端包括外壳切割端面必须在轴向覆盖R值为2.9℃·m2／Ｗ或更大的绝热材料。
c.在试品中用于电气连接的导体最大直径为3mm的铜线。
注:此处的“外壳”代表实际的封装材料。
6.10.3.3 验证避雷器比例单元的热性能试验
如果制造厂说明避雷器比例单元的绝热性能，比按照本标准6.10.3.2条规定获得的更好，或需检验6.10.3.2条规定的模型的有效性，必须按照附录B进行试验。
6.10.4 雷电冲击动作负载试验
本试验适用于中性点避雷器和额定电压126kV及100kV以下的避雷器。试验应按图2所示的程序进行雷电动作负载试验。
试验在3只完整避雷器或避雷器比例单元上进行。
试验之前应在25±10℃下测量试品在标称放电电流下的残压值，然后试品应连续耐受20次波形为8/20μs、峰值为避雷器标称放电电流(偏差±5%)的冲击。施加冲击时，试品应施加试品的持续运行电压UCT*，施加的20次冲击分为4组，每组5次。两次冲击间的间隔时间为50～60s，两组间的间隔时间为25～30min。两组间试品无需施加电压。冲击电流的极性应与工频半波的极性相同，并且冲击电流应在工频电压峰值前60°±15°内施加。
标称放电电流冲击试验可在电阻片上进行，电阻片置于敞开的空气中，其静止空气温度为25±10℃。测出的电流峰值应为规定值的90%～110%。
预备性试验后，电阻片贮存于25±10℃的温度中，以备动作负载试验使用。
动作负载试验时，电阻片应置于本标准6.10.3.2条规定的试品中，首先对每个试品施加波形为4/10μs的大电流冲击两次。
大电流的极性应与波形为8/20μs冲击电流的极性相同，幅值按表12的规定。第一次冲击之后，试品应冷却或预热到60±3℃。施加第二次冲击电流之后，应在100ms之内对两只试品施加相应的额定电压UR*持续10s，然后降至升高的持续运行电压UCT持续30min，以证实试品热稳定或热崩溃，全部试验程序见图2。
注：为了模拟实际系统条件，施加第二次大电流冲击时，试品应施加电压UR*，此问题正在考虑中。
每次冲击应记录电流值。在同一试品的电流记录应表明试品无击穿或闪络。
在施加工频电压期间，应连续记录电流和电压。
在施加工频电压期间，应监视电阻片的温度或电流阻性分量或功率损耗，以证明热稳定或热崩溃。
注：①并联补偿电容器避雷器，10s耐受电压应为1.2UR*。
②中性点非有效接地系统用额定电压3.8～12.7kV电站和配电避雷器，10s的耐受电压应为1.3UR*。
③中性点非有效接地系统用额定电压42 kV及以上的电站避雷器，10s的耐受电压应为1.2UR*。
试验结束后，待试品冷却到25±10℃，重复残压试验，试验前后其同极性标称放电电流(试验前后的电流值偏差应小于3%)下的残压变化应大不于5%，检查试品应无闪络、击穿、损坏等现象，则认为避雷器通过此项试验。
图2 雷电动作负载试验
In—标称放电电流
