几个概念: ]cLO-A
•超过电力系统最高工作电压(Um)的称为过电压; ]cLO-A
•外部过电压或雷电过电压: ]cLO-A
电力系统外部雷电引起的; ]cLO-A
•内部过电压: ]cLO-A
电力系统内部原因引起的,如操作等; ]cLO-A
•避雷器是一种过电压保护装置,是一种限压设备,主要作用是保护电气设备免遭受雷电过电压造成的绝缘损坏和部分操作过电压对设备的损坏。 ]cLO-A
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避雷器对系统安全运行的作用 ]cLO-A
• 电力系统运行的可靠性,在很大程度上取决于设备的绝缘水平及工作状况 ]cLO-A
• 对于运行维护部门,在各种电气设备绝缘水平已确定、设备可能承受的各种电压已由系统运行方式确定的情况下,保证限压措施的有效性对确保系统安全运行意义重大 ]cLO-A
技术发展 ]cLO-A
•十九世纪七十到八十年代,主要是放电间隙和熔丝构成变电设备的防雷保护装置; ]cLO-A
•1896-1908年,羊角放电间隙,间隙上加装磁吹线圈并串联线性电阻; ]cLO-A
•1907-1920年,氧化铝和氧化铅代替间隙串并线性电阻,阀式避雷器的原型; ]cLO-A
•1920-1930年,氧化铝和氧化铅电阻器外串羊角间隙; ]cLO-A
•1930-1940年,发明碳化硅(SiC)非线性电阻片(SiCR); ]cLO-A
•1940-1950年,SiCA迅速发展和普及;我国开始使用第一代避雷器-普阀式避雷器; ]cLO-A
•1950-1960年, SiCR通流能力的提高和残压的降低,致力于改善间隙的结构,降低冲击放电电压并提高工频续流能力,出现磁吹阀式避雷器。第二代避雷器-磁吹避雷器; ]cLO-A
技术进步 ]cLO-A
•1960年开始研制MOR,1970年问世电力系统,我国中压MOA七十年代末问世,发展很快,第三代避雷器; ]cLO-A
•1980年后开始研制GMOA(带间隙MOA); ]cLO-A
间隙的作用明显不同于碳化硅避雷器的间隙,GMOA的间隙仅仅隔离电网运行电压,没有熄弧作用,MOR没有因电网电压应力产生劣化。 ]cLO-A
•1990年后出现合成绝缘外套MOA。 ]cLO-A
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避雷器分类 ]cLO-A
•保护间隙 ]cLO-A
•排气式避雷器 ]cLO-A
•阀式避雷器 ]cLO-A
–普通阀式避雷器 w 1O)
–磁吹避雷器 w 1O)
•金属氧化物避雷器 (MOA) w 1O)
w 1O)
各类避雷器的特点 w 1O)
•间隙和管式避雷器的缺点 w 1O)
–伏秒特性太陡,放电分散性大,绝缘配合困难 w 1O)
–动作后形成幅值很高的截波,危及变压器绝缘 w 1O)
•金属氧化物避雷器的优点 w 1O)
–保护性能优越-残压低、响应时间快、陡波特性平坦 w 1O)
–无续流,动作负载轻,耐重复动作能力强 w 1O)
–通流容量大 w 1O)
–性能稳定,抗老化能力强 w 1O)
–结构简单,尺寸小,易于批量生产,造价低 w 1O)
w 1O)
金属氧化物避雷器阀片(MOR) w 1O)
•MOR主要成分是ZnO(90%)和少量其他氧化金属,即所谓微量元素,以及微量金属玻璃粉成颗粒混合搅拌,烘干,压制成圆饼烧结。 w 1O)
MOR制造是应用标准的陶瓷技术: w 1O)
•称重、研磨、搅拌,然后喷雾造粒; w 1O)
•粉末压制成圆饼; w 1O)
•圆饼烧结,1100-1200℃热处理; w 1O)
•电阻片侧面涂敷有机绝缘釉,避免沿面闪络 w 1O)
•上下两表面喷金属电极;喷铝电极和烧银电极 w 1O)
•进行电气试验和等级分类。 w 1O)
金属氧化物避雷器阀片(MOR) w 1O)
•粉末搅拌:均匀性,获得优良的通流能力; w 1O)
•加热处理:高温烧结时铋氧化物溶解形成液相溶解到其他金属氧化物中,粉末粒子逐渐变成大晶粒构成元件; w 1O)
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金属氧化物避雷器结构 w 1O)
复合外套避雷器的优点 w 1O)
•复合外套外绝缘湿闪电压高、耐污能力强 w 1O)
硅橡胶外套具有憎水性,相同爬距其污闪电压高于瓷套 w 1O)
•具有良好的防爆性能 w 1O)
实芯结构,没有气体急速膨胀问题,又可延缓冲击力 w 1O)
•具有优异的密封性能 w 1O)
•体积小、重量轻,有利于运输和安装,适合于线路型避雷器 w 1O)
如10kV配电型体积为原瓷套型的1/3,重量为1/4,110kV重量相当于瓷套型的1/5 w 1O)
金属氧化物避雷器的电气参数 w 1O)
•持续运行电压(Uc) w 1O)
允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。 w 1O)
•额定电压(Ur) w 1O)
施加到避雷器端子间的最大工频电压有效值,按照此电压所设计的避雷器,能在规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地动作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数,但它不等于其他设备的额定电压和电力系统标称电压(Un)。 w 1O)
Ur是不同避雷器当作一种参考参数使用的,在生产中的例行试验是不能检验额定电压的。 w 1O)
• Ur=1.25Uc或Uc=0.8Ur w 1O)
w 1O)
金属氧化物避雷器的电气参数 w 1O)
•工频参考电压(Uref.ac) w 1O)
IEC定义 w 1O)
在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工频电压最大值除以Ö2。通常Uref低于或接近于“拐点”,高于Ur。 Uref .ac的作用是选择试品,对于用户作为监控运行情况的参考。 w 1O)
•工频参考电流(Iref.ac) w 1O)
用于确定避雷器工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值。工频参考电流应足够大,使杂散电容对所测避雷器参考电压的影响可以忽略,该值由制造厂规定。典型范围为每平方厘米电阻片面积0.05~ 1.0mA。 w 1O)
•直流参考电压(Uref.dc) w 1O)
在避雷器流过直流参考电流时测出的避雷器的直流电压平均值。 w 1O)
•直流参考电流(Iref.dc) w 1O)
用于确定避雷器直流参考电压的直流电流平均值。通常取1~ 5mA。 w 1O)
•0.75倍直流参考电压下漏电流 w 1O)
0.75U1mA下漏电流一般不超过50mA。多柱并联和额定电压216kV以上的避雷器漏电流由制造厂和用户协商规定。 w 1O)
金属氧化物避雷器的电气参数 w 1O)
•标称放电电流(In) w 1O)
用来划分避雷器等级的、具有8/20波形的雷电冲击电流峰值,为1~20kA。 w 1O)
•残压(Ures) w 1O)
放电电流流过避雷器时其端子间最大电压峰值。 w 1O)
–雷电冲击电流(8/20µS)残压 w 1O)
–陡波冲击电流(1/5µS)残压 w 1O)
–操作冲击电流(30/80µS)残压 w 1O)
金属氧化物避雷器的电气参数 w 1O)
•避雷器保护水平 w 1O)
–雷电冲击保护水平 w 1O)
陡波电流冲击下最大残压除以1.15和雷电冲击最大残压两值中较大者为避雷器的雷电冲击保护水平 w 1O)
–操作冲击保护水平 w 1O)
避雷器的操作冲击保护水平是规定的操作电流冲击下最大残压 w 1O)
•荷电率 w 1O)
表征单位电阻片上的电压负荷,是金属氧化物避雷器的持续运行电压峰值与参考电压的比值。荷电率的高低对避雷器老化的影响很大。荷电率一般采用45%~ 75%,甚至更高。 w 1O)
•压比 w 1O)
避雷器雷电冲击残压与参考电压之比,例如10kA压比为U10kA/U1mA。压比越小,保护性能越好,目前产品压比约为1.6~2.0。 w 1O)
避雷器的选择(一) w 1O)
•从使用的观点出发,无间隙金属氧化物避雷器的特性可分为保护特性和运行特性。 w 1O)
•其保护特性仅由保护水平决定。 w 1O)
•其运行特性有: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,压力释放等级等 w 1O)
•避雷器的压力释放等级主要是由系统的容量和避雷器的安装点决定的。具有独立的属性。