據(jù)中國電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《全國電網(wǎng)雷擊故障統(tǒng)計分析報告》,2025年全國范圍內(nèi)因氧化鋅避雷器失效導(dǎo)致的雷擊跳閘事故占配網(wǎng)總雷擊故障的37%,較上半年上升4.2個百分點(diǎn),電力防雷設(shè)備檢測的準(zhǔn)確性、時效性已經(jīng)成為保障電網(wǎng)供電可靠性的核心影響因素之一。
隨著雙碳目標(biāo)推進(jìn),2025年我國新能源并網(wǎng)占比已經(jīng)突破36%,電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)復(fù)雜度持續(xù)提升,對防雷設(shè)備的運(yùn)行可靠性提出了更高要求。2025年國網(wǎng)更新的《電力設(shè)備狀態(tài)檢修規(guī)程》明確要求,110kV及以上變電站的氧化鋅避雷器(MOA)每半年需開展一次帶電檢測,35kV及以下投運(yùn)超過5年的MOA每年需開展一次全項目檢測。傳統(tǒng)的停電檢測模式需要停運(yùn)對應(yīng)線路,單站檢測耗時普遍超過4小時,無法滿足高可靠性供電區(qū)域的運(yùn)維需求,專用氧化鋅避雷器測試儀的市場需求隨之持續(xù)增長。
氧化鋅避雷器的核心構(gòu)件為氧化鋅閥片,具有優(yōu)異的非線性伏安特性:正常運(yùn)行電壓下閥片呈現(xiàn)高阻態(tài),泄漏電流以容性分量為主,總泄漏電流通常低于100μA;當(dāng)閥片出現(xiàn)老化、受潮等缺陷時,阻性分量占比會快速上升,嚴(yán)重時會導(dǎo)致MOA熱擊穿失效,因此MOA阻性電流測試是判斷MOA健康狀態(tài)的核心指標(biāo)。
氧化鋅避雷器測試儀是針對MOA檢測開發(fā)的專用設(shè)備,可支持停電狀態(tài)下的氧化鋅閥片伏安特性測試、帶電狀態(tài)下的阻性電流諧波補(bǔ)償測試兩類檢測場景。而避雷器在線監(jiān)測是在此技術(shù)基礎(chǔ)上延伸的實時監(jiān)測方案,通過安裝在MOA接地端的傳感模塊,持續(xù)采集泄漏電流、動作次數(shù)等參數(shù),實現(xiàn)異常狀態(tài)主動告警,是電力防雷設(shè)備檢測從“定期檢修”向“狀態(tài)檢修”轉(zhuǎn)型的核心支撐技術(shù)。目前IEC 60099-5:2025修訂版已明確要求,MOA阻性電流測試的允許誤差需控制在5%以內(nèi)【1】。
據(jù)中電聯(lián)2026年一季度發(fā)布的《電力檢測設(shè)備市場藍(lán)皮書》,國內(nèi)電力防雷設(shè)備檢測的市場規(guī)模已經(jīng)突破72億元,其中氧化鋅避雷器測試儀的年出貨量同比增長28%,是增速*快的電力檢測細(xì)分品類之一。
當(dāng)前行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)三個明顯趨勢:一是檢測模式從停電檢測為主轉(zhuǎn)向帶電檢測為主,2025年全國電網(wǎng)系統(tǒng)MOA帶電檢測覆蓋率已經(jīng)達(dá)到68%;二是便攜式測試儀與避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)融合,形成“實時監(jiān)控+定期校準(zhǔn)”的運(yùn)維體系,降低誤告警概率;三是設(shè)備功能集成度提升,新型氧化鋅避雷器測試儀可同時完成MOA阻性電流測試、氧化鋅閥片參考電壓測試、動作計數(shù)器校驗等多個項目,減少現(xiàn)場作業(yè)流程。
當(dāng)前電力防雷設(shè)備檢測中,針對MOA的主流檢測技術(shù)可分為三類,各有適用場景:
第一類是傳統(tǒng)停電直流泄漏測試,操作流程簡單、設(shè)備成本較低,缺點(diǎn)是需要停運(yùn)對應(yīng)供電線路,僅能反映停電狀態(tài)下的MOA性能,無法模擬實際運(yùn)行工況,單站檢測效率較低,目前僅適用于35kV及以下非核心負(fù)荷區(qū)域的年度檢修。
第二類是帶電MOA阻性電流測試,采用諧波補(bǔ)償法抵消容性電流分量的干擾,無需停電即可完成檢測,作業(yè)效率比停電測試高70%以上,適合無法長時間停運(yùn)的重要負(fù)荷場景,缺點(diǎn)是對設(shè)備的抗電磁干擾能力要求較高,需選用帶濾波功能的專用測試儀。
第三類是避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng),可24小時實時采集MOA的泄漏電流、阻性電流、動作次數(shù)等參數(shù),異常狀態(tài)自動觸發(fā)告警,南網(wǎng)2025年智能運(yùn)維試點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示,該模式的故障預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)92%【2】,適合新能源電站、核心變電站等對防雷可靠性要求高的場景,缺點(diǎn)是初期投入較高,需要每半年開展一次現(xiàn)場校準(zhǔn)。
2025年某省電網(wǎng)公司對省內(nèi)23座220kV變電站開展春季電力防雷設(shè)備檢測,采用便攜式氧化鋅避雷器測試儀開展帶電MOA阻性電流測試,累計檢測1200余臺MOA,發(fā)現(xiàn)7臺設(shè)備阻性電流超過初始值3倍,停電后開展氧化鋅閥片測試,確認(rèn)存在受潮老化問題,及時更換后避免了后續(xù)雷擊跳閘風(fēng)險,本次檢測全程無停電,作業(yè)效率較往年采用停電測試的模式提升65%。
2026年某150MW山地光伏電站所在區(qū)域年雷電日超過50天,運(yùn)維方部署了避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng),搭配每季度一次的便攜式氧化鋅避雷器測試儀抽檢,全年未發(fā)生MOA失效導(dǎo)致的光伏組串停運(yùn),發(fā)電量較2025年同期提升2.1%。
2025年某直轄市地鐵公司對12條運(yùn)營線路的牽引變電所開展年度電力防雷設(shè)備檢測,采用支持無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)难趸\避雷器測試儀,所有測試數(shù)據(jù)直接同步到運(yùn)維管理平臺,無需人工錄入,檢測周期從原先的45天壓縮至22天,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率提升至98%以上。
1. 開展MOA阻性電流測試的判斷閾值參考什么標(biāo)準(zhǔn)?
答:參考DL/T 987-2025《氧化鋅避雷器帶電測試技術(shù)規(guī)程》要求,當(dāng)MOA阻性電流基波值達(dá)到初始值的2倍時,應(yīng)縮短檢測周期至1-2個月;達(dá)到初始值的3倍時,應(yīng)立即安排停電檢修,開展氧化鋅閥片測試確認(rèn)老化程度【3】。
2. 避雷器在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場氧化鋅避雷器測試儀測試數(shù)據(jù)存在偏差的原因是什么?
答:通常由兩類原因?qū)е拢阂皇乾F(xiàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境對在線監(jiān)測裝置的信號采集產(chǎn)生干擾,二是在線監(jiān)測裝置長期運(yùn)行未校準(zhǔn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移。出現(xiàn)偏差時應(yīng)以經(jīng)計量校準(zhǔn)的便攜式氧化鋅避雷器測試儀測試數(shù)據(jù)為準(zhǔn),且每半年需對在線監(jiān)測裝置開展一次校準(zhǔn)。
3. 電力防雷設(shè)備檢測中,哪些場景優(yōu)先選擇帶電測試模式?
答:110kV及以上核心變電站、軌道交通牽引變電所、并網(wǎng)容量10MW以上的新能源電站、石化等高危工業(yè)用戶的供電系統(tǒng),由于無法承受長時間停電損失,應(yīng)優(yōu)先采用帶電MOA阻性電流測試,降低運(yùn)維對正常供電的影響。
4. 氧化鋅閥片測試需要覆蓋哪些檢測項目?
答:新出廠的MOA需開展閥片伏安特性測試、1mA參考電壓測試、0.75倍參考電壓下的泄漏電流測試;運(yùn)行中的MOA若出現(xiàn)阻性電流異常,停電后可開展上述測試,判斷閥片老化、受潮程度,確定是否需要更換。
參考文獻(xiàn)
【1】 IEC 60099-5:2025, Surge arresters - Part 5: Test methods for metal-oxide surge arresters for power systems[S]
【2】 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 2025年智能電網(wǎng)運(yùn)維試點(diǎn)項目成效報告[R], 2026
【3】 DL/T 987-2025, 氧化鋅避雷器帶電測試技術(shù)規(guī)程[S]