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氧化锌避雷器
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氧化锌避雷器的选型方法及分类应用

时间:2020/6/18 16:25:05   作者:网友投稿   来源:yuexiangyun.com   阅读:4556   评论:0
内容摘要:避雷器是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备。使用时将避雷器安装在被保护设备附近,与被保护设备并联。在正常情况避雷器不动作(仅流过微安级的泄漏电流);当作用在避雷器上的电压达到避雷器的动作电压时,避雷器导通,通过大电流,吸收过电压能量,并将过电压限制在一定水平,以保护设备的绝缘。在释放过电压能量后,避雷器会自...
避雷器是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备。使用时将避雷器安装在被保护设备附近,与被保护设备并联。在正常情况避雷器不动作(仅流过微安级的泄漏电流);当作用在避雷器上的电压达到避雷器的动作电压时,避雷器导通,通过大电流,吸收过电压能量,并将过电压限制在一定水平,以保护设备的绝缘。在释放过电压能量后,避雷器会自动恢复到不导通的正常工作状态。

避雷器的选择应根据系统运行方式不同、避雷器安装地点不同(保护对象不同)、避雷器型式不同而有所区别,但由于部分设计人员对系统的情况了解的不清楚、不准确,对避雷器的特性不了解,因此选择避雷器时具有一定的盲目性。

避雷器选型问题的主要难点是确定暂时过电压的范围问题,既要保证在较高的操作过电压及大气过电压下安全、可靠地动作,又要保证在暂时过电压下阀片不动作。由于我国使用氧化锌避雷器初期,其额定电压是以SiC避雷器的灭弧电压为参考作设计的,在选型时只考虑操作过电压和雷电过电压水平,如:10kV及以下SiC避雷器的灭弧电压设计是定在系统最高运行电压的1.1倍;35kV SiC避雷器的灭弧电压等于系统最高电压;110kV及以上SiC避雷器的灭弧电压为系统最高电压的80%。对应以上的倍数分别有110%避雷器、100%避雷器和80%避雷器。早期的6kV、10kV和35kV避雷器均遵守上述原则,而最大长期工频工作电压为系统最高相电压。在氧化锌避雷器的设计中如仍按以上原则选型,则可能导致氧化锌避雷器出现热崩溃甚至严重的爆炸事故。

本文结合实际工程,介绍避雷器的分类及选型应用。

金属氧化物避雷器的特性分为保护特性和运行特性。保护特性有保护水平决定;而运行特性则有额定电压、冲击通流能力(雷电通流能力、长持续时间耐受能力)、工频电压耐受时间特性、耐污性能、短路电流试验等级等决定,其中避雷器的短路电流试验等级主要由系统的容量和避雷器的安装点决定,具有独立的属性。避雷器的保护特性和运行特性是互相制约的。

在系统条件一定、阀片性能一定的条件下,若避雷器的额定电压提高,则其运行的持续运行电压就高,耐受工频电压、能量吸收的能力随之提高,标称电流下的残压也随之提高,但保护裕度却会减小;反之,若避雷器的额定电压降低,则其允许的持续运行电压就低,标称电流下的残压也随之降低,但保护裕度却会增大。

若对系统的接地方式、过电压的幅值及持续时间等情况掌握清楚的话,就可以选择最佳的避雷器额定电压值,以取得较大的保护裕度;反之,若对系统的情况了解的不清楚、不准确,那么就要选择额定电压高一些的避雷器,这时避雷器的保护裕度就会小一些,被保护物的绝缘所受的电应力就会大一些。若选择避雷器的额定电压较低,就有可能带来安全事故。

在同一电压等级的系统中,接于相对地间的避雷器与接于相对相间的避雷器,其额定电压是不同的。在同一个变电站的同一电压侧,线路型避雷器和母线型避雷器的额定电压也是不同的。

金属氧化物避雷器在选用中应注意其参数的正确选择, 否则将会在运行中发生各类问题, 导致事故的发生。下面以无间隙金属氧化物避雷器为例,介绍避雷器选型中需要注意的主要参数。

标称放电电流

因金属氧化物避雷器的标称放电电流分为五类, 在选用时应根据避雷器的应用场合和避雷器的技术参数来选择, 如表1 所示:

表1 避雷器分类

a)电站用避雷器:用以限制作用在发变电所3kV~500kV设备的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的相对地过电压。

b)配电用避雷器:用以限制作用在3kV~20kV配电设施,主要是配电变压器、分段开关、刀闸及电缆头的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的相对地过电压。

c)并联补偿电容器用避雷器:用以限制投切电容器时可能产生的过电压,用于不同容量和电压等级电容器组的避雷器,其方波通流容量有不同的要求。

d)发电机用避雷器:用以限制作用在发电机的雷电过电压和除谐振过电压以外的相对地过电压,并可限制升压变压器的传递过电压。

e)电动机用避雷器:用以限制3kV~10kV投切电动机时的操作过电压。

f)发电机中性点用避雷器:用以限制发电机中性点的雷电侵入波过电压,同时对发电机整个绝缘也有一定的保护作用。在正常运行工况下,作用在避雷器上的电压很低。

g)变压器中性点用避雷器:主要用以限制中性点为分级绝缘的变压器(包括中性点接有低于其设备绝缘水平的设备,如消弧线圈)雷电过电压。在正常运行工况下,作用在避雷器上的电压很低。

h)其他特殊用途避雷器:避雷器还可用于下列设备的过电压保护,如输电线路、串联电抗器、串联电容器、电缆护层、电流互感器低压和高压侧匝间、发电机灭磁回路。

2.2 额定电压(Ur)

避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大运行工频电压有效值,它是表明避雷器运行特性的一个重要参数,但它不等于系统标称电压。

按IEC 及国家标准规定, 避雷器在注入标准规定的能量后, 必须能耐受相当于额定电压数值的暂时过电压至少10s。

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