1．概述
带串联间隙交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器（以下缩写EGPMOA）是当前线路防雷保护广泛的一种产品。宣讲DL/T815-2012并结合IEC60099-8 Ed.1.0：Surge Arresters—part 8：Metal-oxide surge arresters with external series gap(EGLA) for overhead transmission and distribution lines of a.c systems above 1kV。讲解：
(1) EGPMOA的使用条件、技术要求、试验方法
(2) EGPMOA的功能、特点
(3) 现场使用
(4) 运行和维护
2．引用规范：GB311.1、GB11032、GB5892、IEC60099-8
3．EGPMOA的术语和定义
3.1 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器Polymeric housed
并联连接在线路绝缘子的两端，用于限制线路上的雷电过电压用的复合外套金属氧化物避雷器。
它分无间隙避雷器和带串联间隙避雷器，无间隙避雷器主要用于限制雷电过电压及操作过电压；带串联间隙避雷器。由复合外套金属氧化物避雷器本体和串联间隙两部分构成，主要用于限制雷电过电压。
3.2 复合外套金属氧化物避雷器本体Polymeric housed
由金属氧化物电阻片和相应的零部件及复合外套组成（以下简称避雷器本体），系带间隙避雷器的一部分。
3.3 避雷器本体工频参考电压Reference voltage of the discharge resistor part
在避雷器本体通过工频参考电流时测出的避雷器本体工频电压大峰值除以√2。多元件串联组成的避雷器本体的工频参考电压是每个元件工频参考电压之和。
3.4 复合绝缘支撑件Polymeric support insulator
用于固定外串联间隙电极用，其材料为复合材料（以下简称支撑件）。系带间隙避雷器外串联间隙的一部分。
3.5 串联间隙Series gap
系带间隙避雷器的一部分，与避雷器本体串联（以下简称间隙），分为内外间隙两种结构。
对于外间隙，又分为带支撑件间隙和不带支撑件间隙。
不带支撑件间隙：由上下两个电极组成，上电极固定在避雷器下端，下电极固定在输电线路或绝缘子串下端。
带支撑件间隙：上下两个电极分别固定在支撑件的两端。
3.6 工频续流：
雷击输电线路，EGPMOA的串联间隙击穿，雷电流（持续时间微秒量级）之后，随之流过工频电流称之为工频续流（1/4周波熄弧）。其份量有：电阻片的电流、避雷器外套电流（含污秽层电流）。
其他定义均符合GB11032、JB5892。
4．EGPMOA工作原理及类型
4.1 线路型避雷器的主要功能：
a. 系统正常运行电压、工频暂态电压下，操作过电压下，避雷器不应动作。
b. 雷电过电压下，避雷器应可靠动作，并将绝缘子两端的电压钳制至绝缘子的伏秒特性以下，动作之后，并应在设计的时间内可靠熄弧。
c. 避雷器应有足够的通流容量和大电流冲击耐受能力，耐受大电流冲击后，电阻片的稳定性良好。
d. 重污区使用的EGPMOA应能可靠遮断工频续流。
e. 避雷器本体故障后，串联间隙应有标准要求的操作湿耐受和工频湿耐受能力。
f. 线路避雷器安装后，空气间距应满足塔头绝缘配合的要求。
g. 线路避雷器及其外露金属件、连接线的局部放电量和无线电干扰水平应符合线路规范的要求。
h. 安装方便。
4.2线路型PMOA的类型
a. 无间隙型
b. 带串联间隙型： (a) 绝缘子支撑间隙
(b) 纯空气间隙
图1
4.3 线路型PMOA的保护原理及参数选择中的主要问题
4.3.1保护原理
PMOA的伏—秒特性与IN的伏—秒特性配合。
图2
特点：
4.3.2大电流通流容量
线路型避雷器与变电站避雷器比较，其高幅值雷电流通过避雷器
概率远高于变电站避雷器。66kV及以上电压等级的线路避雷器标称放电电流为10kA、20kA，大电流通流能力100kA。对无避雷线的35kV等级线路，其线路用避雷器也应使用标称电流10kA等级避雷器。其它电压等级要求见DL/T815-2012。
4.3.3影响EGPMOA的续流遮断能力的因素
a. 避雷器本体的额定电压；
b. 工频暂态电压下：流过避雷器电阻片的电流（ir+ic）；潮湿污秽条件下流过外套污秽层的电流（ip）。
c. 弧道的弧阻。
弧道的弧阻是弧道电流的函数。弧道离子密度低，弧阻大。EGPMOA具有遮断续流的能力才能保证自身安全，才能对下一次雷击起到限压作用。按DL/T815-2012要求要通过试验或理论分析说明产品遮断续流能力。
分析表明：按DL/T815-2012标准的线路避雷器的额定电压和爬电比距要求，EGPMOA具有很好的遮断工频续流的能力。
4.3.4EGPMOA的工频湿耐受电压
按DL/T815-2012表4值，其工频湿耐受电压相应的过电压倍数如表1：
表1
| 系统标称电压 kV 有效值 | 工频湿耐受电压 不小于kV 有效值 | 工频湿耐受电压 相应的过电压倍数 |
| 10 | 26 | 3.74 |
| 20 | 42 | 3.03 |
| 35 | 70 | 2.99 |
| 66 | 117 | 2.79 |
| 110 | 170 | 2.34 |
| 220 | 340 | 2.34 |
| 330 | 460 | 2.19 |
| 500 | 510 | 1.60 |
电力设备的工频湿耐受电压值与试品结构、雨量、雨水电阻率等因素有关。对EGPMOA此类试验国内外进行的工作都不多，表中数值经过论证提出，还需通过实践考核。
从避雷器的运行经验可知，EGPMOA的工频湿耐受电压达到表1中所列数值，避雷器在系统中的安全性是令人满意的。
5．DL/T815-2012与2002相比型式试验项目变化
避雷器型式试验项目变化（文献1、文献3）
表2
| 序号 | 试验名称 | 试验依据 | 试验方法 | DL/T815-2012与2002比较 |
| 1 | 直流参考电压试验 | 7.2 | 8.3 | 需补充完成 |
| 2 | 0.75倍直流参考电压下泄漏电流试验 | 7.4 | 8.4 | 需补充完成 |
| 3 | 残压试验 | 7.5 | 8.5 | 试验及评价方法改变 |
| 4 | 工频参考电压试验 | 7.3 | 8.6 | 一致 |
| 5 | 持续电流试验 | 7.3 | 8.6 | 一致 |
| 6 | 电流冲击耐受试验 | 7.9 | 8.7 | 大电流、方波电流要求改变，评价改变。 |
| 7 | 动作负载试验 | 7.13 | 8.12 | 试验及评价方法改变 |
| 8 | 短路电流试验 | 7.12 | 8.14 | 试验及评价方法改变 |
| 9 | 密封试验 | 7.11 | 8.15 | 一致 |
| 10 | 复合外套绝缘耐受试验 | 7.15 | 8.16 | 一致 |
| 11 | 复合外套及支撑件*外观检查 | 7.18 | 8.17 | 一致 |
| 12 | 湿气浸入试验 | 7.19 | 8.18 | 试验及评价方法改变 |
| 13 | 避雷器气候老化试验 | 7.20 | 8.19 | 新增条文 |
| 14 | 间隙距离测量* | 7.21 | 8.26 | 一致 |
| 15 | 支撑件工频耐受电压试验* | 7.22 | 8.20 | 一致 |
| 16 | 支撑件陡波冲击电压试验* | 7.23 | 8.21 | 一致 |
| 17 | 局部放电试验 | 7.17 | 8.22 | 一致 |
| 18 | 无线电干扰试验 | 7.17 | 8.22 | 一致 |
| 19 | 雷电冲击放电电压试验** | 7.6 | 8.8 | 一致 |
| 20 | 雷电冲击伏秒特性试验** | 7.8 | 8.9 | 试验方法一致，评价方法有变化。 |
| 21 | 工频耐受电压试验** | 7.7 | 8.10 | 试验及评价方法改变 |
| 22 | 本体故障后绝缘耐受试验** | 7.7 | 8.11 | 新增操作冲击湿耐受和工频电压湿耐受。 |
| 23 | 机械性能试验 | 7.10 | 8.23 | 有新增内容：悬挂式，出厂做50%荷载。 |
| 24 | 金具镀锌检查 | 7.24 | 8.24 | 一致 |
| 25 | 工频电压耐受时间特性试验*** | 7.25 | 8.25 |
|
| 26 | 人工污秽试验 | 7.16 | 8.27 | / |
| 27 | 工频续流遮断试验** | 7.14 | 8.13 | 新增内容 |
| * 仅为带支撑件间隙避雷器试验项目； ** 仅为带间隙避雷器试验项目； *** 仅为无间隙避雷器试验项目。 | ||||
5．DL/T815-2012与DL/T815-2002对照，技术要求变动是较多的，其变动摘要如表2。
5.1 电气参数要求变化
5.1.1串联间隙线路型避雷器的功能只用于限制线路雷电过电压。其标称电流有5、10、20kA。
5.1.2避雷器额定要求，见DL/T815-2012表1。
35kV使用的串联间隙避雷器，原额定电压42kV，U1mA 60kV。现在额定电压低为42kV。运行经验表明，雷电活动频繁地区UR 42kV产品事故率比较高。主要原因是UR 42kV的避雷器大电流时的U—I特性远低于35kV线路绝缘水平U50，雷击时通过避雷器的大电流过UR 42kV避雷器的大电流通流能力。
5.1.3避雷器的方波电流冲击耐受能力要求有所调整，对500kV线路用带串联间隙避雷器方波通流能力由1500A、1200A两档调为800A一档，4/10大电流通流能力为100kA 2次。66、110kV系统用线路避雷器大电流通流能力DL/T815-2002版65kA、100kA两档，DL/T815-2012版取消了65kA，66～330kV全部要求达到100kA（见DL/T815-2012表5）。
5.1.4带间隙避雷器雷电冲击伏秒特性配合裕度至少15%。
5.1.5带间隙避雷器耐受电压性能，增加了避雷器本体故障后带间隙避雷器进行操作冲击和工频湿耐受试验。EGPMOA型产品型式试验报告中有相应数值。制造厂应提供避雷器本体短路情况下耐受工频和操作冲击湿耐受电压值。DL/T815-2012表4给出了工频湿耐受电压值，DL/T-815-2002的工频干耐值与之相同。
5.1.6工频续流遮断能力试验：
型式试验或验证试验中，必须对EGPMOA做潮湿和污秽条件下续流遮断试验，EGPMOA本体单元施加UR，正负雷击各五次。外间隙击穿后，续流通过外间隙，每次击穿后，续流必须在工频电压个半波周期内切断，不得重燃。
根据雷击的物理过程，EGPMOA只有达到上述要求，才能保证后续雷击时起到保护作用。
5.2 避雷器耐候性能要求
为了考核避雷器投运后的运行稳定性，增加了相应试验内容，强化了试验要求。
5.2.1湿气浸入试验：避雷器在承受机械应力后抵御湿气浸入的能力。
5.2.2《DL/T815-2002》进行气候老化试验，替代了电蚀损试验。新标准提高了额定电压，要求用避雷器本体元件进行试验。并对避雷器复合外套材料增加了起痕和电蚀试验。
5.2.3例行试验时，悬挂使用的避雷器要求逐只进行50%额定荷载下的拉伸试验。对配电线路使用的避雷器经常安装在公共通道附近，对于其安全性（机械强度和短路性能）应予足够重视。
6．EGPMOA的应用
6.1输电线路传统的防雷保护措施及其局限性
6.1.1传统的防雷保护措施
a. 避雷线
b. 减小保护角
c. 降低接地电阻
d. 加装耦合地线
e. 塔顶装避雷针
f. 提高绝缘水平
g. 采用不平衡绝缘，自动重合闸，消弧线圈等等
6.1.2作用及其局限性
a. 上述有些措施对提高耐雷水平降低跳闸率起到了明显的作用；
b. 对有些地区或地形地貌特殊的地区上述措施即使综合使用，跳闸率依然居高不下；
c. 复合外套金属氧化物避雷器的出现为提高线路的耐雷水平，降低跳闸率创造了条件。
6.2 雷击类型
6.2.1当雷击塔顶时，且杆塔接地良好（< 30Ω），高度一般，雷电通道波阻抗一般取200Ω，通过杆塔的电流IM用雷电观测到的电流即曲线值。
di
UM=IR+L +Ue-KUT
dt
6.2.2雷绕击导线，导线波阻抗按400Ω考虑，雷击点的电流值
IM200
IMˊ= =IM/2
200+400/2
当雷击于金属杆塔或水泥杆塔的线路导线时，导线着雷处的电压波沿导线向两侧传播，幅值为400/2×IM/2=100IM电压都加在绝缘子串上。
大于U50时，就要发生闪络。所以绕击导线时，线路的耐雷水平IM=U50/100
6.2.3雷击架空线路的避雷线时，避雷线的波阻抗按400Ω，雷击点的雷电流为IM/2。雷电流还要在相邻杆塔上分流；雷电通道离杆塔较远。感应过电压较低。因此，雷击避雷线档中时，杆塔绝缘子串闪络的概率较低。
7．EGPMOA的安装：
使用PMOA，提高线路耐雷水平，降低跳闸率，一般做法是：
a.线路自然状况的统计
b.历年雷电事故统计及雷电定位系统实测参数统计
c.计算分析绕击、反击
d.现场察勘
e.确定安装杆号和相别
f.编制安装施工方案
8．EGPMOA的维护和运行
免维护或维护工作量很小
（1）不需要专门维护
（2）巡线时留意观察PMOA外观及计数器状况
（3）必要时对动作次数较多的PMOA，在线路停电时摇绝缘。
有串联间隙的线路型避雷器可以不做预防性试验，安全运行的效果是很好的。结经国内外的运行经验，南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG10007-2004《电力设备预防性试验规程》，对串联间隙型线路避雷器不要求定期做予试。华北电网有限公司（2008年版）也作了同样的规定。
9．安装示例：
参考文献：
文献1：GB11032-2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》
文献2：500kV线路型复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器（GPMOA）工频续流遮断能力分析
——电力行业避雷器技术研讨会 2009.9 黄山
文献3：DL/T815-2012《交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》
