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一、核心工作原理（能量轉(zhuǎn)換機(jī)制）
動(dòng)作觸發(fā)過(guò)程是這樣的。當(dāng)雷電沖擊電流 I 流過(guò)避雷器接地線時(shí)，會(huì)進(jìn)入計(jì)數(shù)器輸入端。電流通過(guò)非線性電阻閥片（材質(zhì)為 ZnO 或 SiC），會(huì)產(chǎn)生精確的壓降 VR，就 JS 型來(lái)說(shuō)，壓降在 0.5~1.2kV 之間；拿 JS8 型來(lái)說(shuō)，在 10kA 的情況下，壓降不超過(guò) 1.1kV。這個(gè)壓降 VR 會(huì)給儲(chǔ)能電容器 C（典型值是 4.7μF）充電，直到達(dá)到閾值電壓 VC。之后，VC 會(huì)觸發(fā)電磁線圈 L 放電，驅(qū)動(dòng)機(jī)械齒輪旋轉(zhuǎn) 1/10 圈，完成一次計(jì)數(shù)。
關(guān)鍵參數(shù)方面，最小動(dòng)作電流為 100A，采用 8/20μs 波形，符合 IEC 600996:2022 條款 7.3.2 的要求。能量轉(zhuǎn)換效率超過(guò) 85%，經(jīng)實(shí)測(cè)，電容充電效率在 92%±3% 之間。響應(yīng)時(shí)間不到 1ms，從電流輸入到機(jī)械動(dòng)作完成都在這個(gè)時(shí)間內(nèi)。
二、兩類主流結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)比
就拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言，JS 型是雙閥片式，采用串聯(lián)雙閥片，起到 R1 限流以及 R2 觸發(fā)的作用；JS-8 型為整流式，由單閥片加上全波整流橋（D1~D4）構(gòu)成。
適用系統(tǒng)方面，JS 型適用于 40~220kV 系統(tǒng)；JS-8 型的適用范圍更廣，6~500kV 系統(tǒng)都能使用，其中還包括直流系統(tǒng)。
殘壓影響上，JS 型在 10kA、8/20μs 的情況下，ΔU≤1.2kV；JS-8 型符合 IEC 60099-6 表 3 的要求，ΔU≤1.1kV。
通流能力方面，JS 型能承受 5kA×20 次；JS-8 型則可承受 10kA×20 次，這符合 DL/T 474.5-2018 的標(biāo)準(zhǔn)。
在電磁干擾防護(hù)上，JS 型沒有相關(guān)防護(hù)措施；JS-8 型則內(nèi)置了 RC 吸收回路，可起到防脈沖干擾的作用。
工作流程存在差異。JS 型的工作流程是：II→R1→VR1→R2→C 充電→L 放電→??計(jì)數(shù)。JS-8 型的工作流程為：II→R1→整流橋（交直流轉(zhuǎn)換）→C 充電→L 放電→??計(jì)數(shù)。
三、機(jī)械式無(wú)源計(jì)數(shù)器特殊原理
磁感應(yīng)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程是這樣的。接地線中的雷電流 I 會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng) B，而且磁場(chǎng) B 和電流 I 成正比。這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)驅(qū)動(dòng)簧片繼電器動(dòng)作，進(jìn)而推動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，每有 100A 的脈沖，棘輪機(jī)構(gòu)就會(huì)進(jìn)位 1 格。
無(wú)源優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩個(gè)方面。其一，它不需要外部電源，能在無(wú)源場(chǎng)景中使用。其二，它能抗電磁脈沖干擾，還獲得了 EN 6100045 Level 4 認(rèn)證。
不過(guò)它也有局限。它只能記錄超過(guò) 80A 的雷電流，這是受磁驅(qū)動(dòng)力閾值的限制。另外，當(dāng)連續(xù)雷擊的間隔小于 15ms 時(shí)，它可能會(huì)出現(xiàn)漏計(jì)的情況。
四、關(guān)鍵設(shè)計(jì)約束與失效模式
性能邊界有一定限制。頻率響應(yīng)方面，它只對(duì) 8/20μs、4/10μs 的標(biāo)準(zhǔn)波形有反應(yīng)，工頻電流不會(huì)觸發(fā)它動(dòng)作。連續(xù)動(dòng)作時(shí)，最小間隔時(shí)間要在 10ms 以上，這是電磁線圈復(fù)位必需的時(shí)間。
主要失效原因有幾種。就漏計(jì)這種故障類型來(lái)說(shuō)，根本原因是閥片老化，當(dāng) RR 值漂移超過(guò) 15% 時(shí)就可能出現(xiàn)，這種情況占比 41%。機(jī)械卡死多是因?yàn)辇X輪銹蝕，一般在濕度超過(guò) 60% RH 時(shí)容易發(fā)生，占比 33%。誤觸發(fā)則是由于電容擊穿，導(dǎo)致 VC 異常升高，占比 18%。
五、權(quán)威驗(yàn)證與運(yùn)維要求
恩彼邁避雷器要經(jīng)過(guò)出廠試驗(yàn)，符合 GB/T 11032 - 2020 標(biāo)準(zhǔn)。其中，100A 沖擊測(cè)試要連續(xù)進(jìn)行 5 次 8/20μs 沖擊，計(jì)數(shù)誤差得是 0。10kA 大電流試驗(yàn)中，殘壓增加值不能超過(guò) 1.5kV。
現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)也有相應(yīng)要求。我們要使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊發(fā)生器，拿 HTFZIII 來(lái)說(shuō)就可以。校驗(yàn)頻率為每年 1 次，重雷區(qū)則要增加到 2 次。
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