避雷器直流參考電壓 U_1mA 量測
Surge Arrester DC Reference Voltage Measurement
適用設備:避雷器及突波保護 / 金屬氧化物避雷器
避雷器直流參考電壓 U_1mA 量測為 GB/T 11032-2020 §6.2.2 之核心 routine test,每具避雷器均須量測。在直流參考電流(典型 1 mA)流過時記錄之 DC 峰值電壓即為 U_1mA,須不小於附錄 D 規定值。U_1mA 與 IEC 60099-4 之工頻參考電壓 U_ref 為兩套獨立品保指標。下降趨勢可指示金屬氧化物電阻片劣化。
安全資訊 — 高風險
DC 電壓源輸出可達避雷器額定電壓峰值(kV 級),具高壓電擊風險。避雷器內部金屬氧化物電阻片具非線性特性,電壓略高於 U_1mA 時電流急劇上升,須嚴格控制電壓上升速率。量測完成後內部殘餘電荷必須充分放電。
- 絕緣手套(依試驗電壓等級選用)
- 安全眼鏡
- 絕緣靴
- 安全帽
- 避雷器已與系統完全隔離
- LOTO 程序已完成
- 避雷器外殼清潔乾燥
- 環境溫度已記錄
- 避雷器外觀有裂損、洩漏或燒灼痕跡
- 環境濕度過高造成表面閃絡風險
U_1mA 為中國 GB/T 11032 與工業界廣泛採用之品保指標(IEC 60099-4 使用工頻參考電壓 U_ref),其值由製造商規定並公布。緩慢升壓 + 1 μA 級電流解析度為量測精度關鍵。
試驗接線圖
檢測四階段
出廠試驗 (Routine Test)
適用GB/T 11032 routine test 之核心項目,每具避雷器均須量測。
1. 確認環境溫度(典型 20 ± 15 K 範圍),記錄。 2. 將可調 DC 電壓源連接至避雷器(或避雷器元件),串聯 μA 級電流計(解析度 ≥ 1 μA);並聯高精度 DC 峰值電壓表。 3. 緩慢升壓(升壓速率 ≤ 2 kV/s),直至流過避雷器之 DC 電流達直流參考電流 I_DC_ref(典型 1 mA)。 4. 在 I_DC_ref 穩定流過時,記錄此時 DC 峰值電壓為 U_1mA。 5. 多單元避雷器之總 U_1mA 為各單元 U_1mA 之和。 6. 量測完成後降壓至 0、以接地棒充分放電後拆線。
- 直流參考電流典型為 1 mA(多柱並聯避雷器例外)
- 升壓速率 ≤ 2 kV/s(電阻片非線性下需慢升)
- 環境溫度須記錄(影響 U_1mA 約 -0.05% 至 -0.1% per K)
- 多單元避雷器之 U_1mA 為各單元之和
- U_1mA 與工頻參考電壓 U_ref 不可互換,兩者用於不同標準體系
執行頻率:出廠時對每具避雷器執行;竣工驗收與大修返廠時亦執行
來源:GB/T 11032 (2020), Clause 6.2.2
型式試驗 (Type Test)
適用型式試驗中用於選取殘壓試驗等樣品之代表性確認。
量測方法同 routine 試驗。型式試驗中之 U_1mA 量測用於 42 kV 及以下避雷器之殘壓換算(GB/T 11032 §6.3)。
來源:GB/T 11032 (2020), Clause 6.3
竣工試驗 (Commissioning)
適用竣工驗收時可量測 U_1mA,與出廠值比對確認避雷器特性未因運輸安裝而改變。
量測方法同 routine 試驗。比對出廠試驗報告之 U_1mA 值,偏差應在製造商容許範圍內(典型 ± 5%)。
來源:GB/T 11032 (2020), Clause 6.2.2
維護試驗 (Maintenance)
適用維護時量測 U_1mA 可追蹤避雷器劣化趨勢。
量測方法同 routine 試驗。U_1mA 顯著下降(典型 > 5%)即提示金屬氧化物電阻片劣化,建議搭配 TEST-SA-075LC-001(0.75 倍 U_1mA 漏電流)綜合判斷。
執行頻率:依維護策略,建議每 3~6 年配合大修一次
來源:GB/T 11032 (2020), Clause 6.2.2
試驗設備
- 可調 DC 高壓電壓源 — 輸出電壓 ≥ 避雷器額定電壓峰值(kV 級),紋波 ≤ 3%,升壓速率可調 ≤ 2 kV/s
- μA 級電流計 — 量程 0.1~10 mA,解析度 ≥ 1 μA,精度 ± 1%
- DC 峰值電壓表 — 量程 ≥ 試驗電壓,精度 ± 1%
- 環境溫濕度計 — 溫度精度 ± 1 ℃
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