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氧化锌避雷器工作原理及技术要求

避雷器的原理
氧化锌避雷器主体元件绝缘底座接线盖板均压环(220kV以上等级具有)等组成。避雷器内部采用氧化锌电阻片为主要元件。当系统出现大气过电压或操作过电压时,氧化锌电阻片呈现低阻值,使避雷器的残压被限制在允许值以下,从而对电力设备提供可靠的保护;而避雷器在系统正常运行电压下,电阻片呈高阻值,使避雷器只流过很小的电流。

  避雷器采用微正压结构,内部充有高纯度干燥氮气或SF6气体。避雷器带有压力释放装置,当避雷器在异常情况下动作而使内部气压升高时,能及时释放内部压力,避免瓷套炸裂。220kV等级以上避雷器为改善电位分布,外部带有均压环。
  
  避雷器能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电工设 备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路。避雷器通常接于带电导线与地之间,与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时,避雷 器立即动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电。
避雷器的设计
 应遵循以下原则:
  1  选用避雷器必须满足的要求是:
  • 避雷器的VS特性、VA特性要分别与被保护设备的VS特性和VA特性正确配合;
  • 避雷器的灭弧电压与安装地点的最高 工频相电压应正确配合。
这样,即使在系统发生一相接地故障的情况下,避雷器也能可*地熄灭工频续流电弧,避免避雷器发生爆炸。
  2  选择管型避雷器时应注意管型避雷器不能用作有绕组的电气设备的过电压保护,而只用于线路、发电厂和变电站进线的保护;管型避雷器遮断电流的上限应不小于安装处短路电流的最大值,下限不大于安装处短路电流的最小值。
  3  阀型避雷器分普通型和磁吹型两大类,选择时应注意避雷器的保护比Kb数值大小要按照额定电压的大小来选择。要注意校验避雷器的额定电压、工频放电电压、冲击放电电压及残压,要注意与被保护电气设备的距离。
  4  选择氧化锌避雷器时,要计算或实测避雷器安装处长期的最大工作电压。应使避雷器的额定电压大于或等于避雷器安装点的暂态工频过电压幅值。注意残压与被保护设备绝缘水平的配合。
避雷器的主要参数:
  1、标称电压Un:被保护系统的额定电压相符,在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型,它标出交流或直流电压的有效值。
  2、额定电压Uc:能长久施加在保护器的指定端,而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。
  3、额定放电电流Isn:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
  4、最大放电电流Imax:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
  5、电压保护级别Up:保护器在下列测试中的最大值:1KV/μs斜率的跳火电压;额定放电电流的残压。
  6、响应时间tA:主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间,在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。
  7、数据传输速率Vs:表示在一秒内传输多少比特值,单位:bps;是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值,防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。
  8、插入损耗Ae:在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。
  9、回波损耗Ar:表示前沿波在保护设备(反射点)被反射的比例,是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。
  10、最大纵向放电电流:指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
  11、最大横向放电电流:指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
  12、在线阻抗:指在标称电压Un下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。
  13、峰值放电电流:分两种:额定放电电流Isn和最大放电电流Imax。
  14、漏电流:指在75或80标称电压Un下流经保护器的直流电流。
避雷器的日常维护:
  a)连接引线的检查;
  b)基础构架的检查;
  c)避雷器外观检查;
  d)定期读取避雷器动作计数器的读数;
  e)检查避雷器的压力释放装置是否动作,是否有燃烧或表面损伤的痕迹。如果出现这种情况,则必须进行更换;
  f)检查瓷瓶的污秽情况,如果情况严重,则进行清洗;
  g)检查接地线。
  定期检修项目如下:
  a)连接引线的紧固及清扫;
  b)绝缘瓷套的清扫;
  c)均压环的清扫;
  d)动作计数器的清扫;
  e)接地线的检查;
  f)基础构架的检查;
  g)接地情况的检查;
  h)所有连接螺丝紧固;
  i)放电通道应无脏物。
 

 
  氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进防雷电器。它是七十年代发展起来的一种新型避雷器,它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压(叫压敏电压或阀值电压),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态,是可以恢复的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。因此,在电力线上如安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电器设备的安全。
避雷器的作用:
  避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器就是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置,间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态,在过电压下间隙被击穿接地,放电降压起到保护线路或设备绝缘的作用。
  1、氧化锌避雷器的优点:
  • 具有完全的防雷功能,即对雷电陡波和雷电幅值同样有限压保护作用;
  • 防雷保护作用不会造成电力网接地故障或相间短路故障;
  • 防雷保护作用不应有短路电流或工频续流等工频能源浪费;
  • 动作特性应具有长期运行稳定性,免受暂态过电压危害;
  • 具有连续雷电冲击保护能力;
  • 有较小的外形尺寸,小型化轻量化更便于室内手车柜使用;
  • 具有20 年以上使用寿命;
  • 能附带脱离器监察运行工况 ,当其失效时自动退出运行。
  2、氧化锌避雷器的特性
  •   氧化锌避雷器的通流能力大。这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。
  •   氧化锌避雷器的保护特性优异。氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品,具备保护性能好、重量轻、尺寸小的特征,具有良好保护性能。
  •   氧化锌避雷器的密封性能良好。避雷器元件采用老化性能好、气密性好的优质复合外套,陶瓷外套作为密封材料,确保密封可靠,使避雷器的性能稳定。
  •   氧化锌避雷器的机械性能。主要考虑承受的地震力、风力和顶端承受导线的最大允许拉力。
  •   氧化锌避雷器的良好的解污秽性能。
  •   氧化锌避雷器的高运行可靠性。
  •   工频耐受能力,由于电力系统中如单相接地、长线电容效应以及甩负荷等各种原因,会引起工频电压的升高或产生幅值较高的暂态过电压,避雷器具有在一定时间内承受一定工频电压升高能力。
  3、氧化锌避雷器的基本参数
  •   避雷器额定电压:按IEC标准规定,避雷器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,是避雷器运行的重要指标。避雷器额定电压按下式选择Ur≥KUt式中Ur—避雷器额定电压。Ut—暂时过电压。K—切除短路故障时间系数。10S以内切除故障K=1.00,10S以上切除故障K=1.3。
  •   避雷器最大持续运行电压Uc
  •   避雷器最大持续运行电压Uc应与避雷器额定电压Ur近似成正比,一般情况Uc≥0.8Ur,且不得低于规定值(进口氧化锌避雷器取Uc=0.8Ur):(a)、直接接地系统:Uc≥Um /■ 。(b)、非直接接地系统:10S以内切除故障时Uc≥Um■;10S以上切除故障Uc≥Um(35~66KV),Uc≥1.1Um(3~10KV)。
氧化锌避雷器(MOA)的试验
  1、试验项目的意义:
  • 可初步了解其内部是否受潮,及时发现缺陷。
  • U1MA主要检查阀片是否受潮,确定其动作特性和保护特性是否符合要求,以直流电压和电流方式来表明阀片的伏安特性线饱和点的位置。
  • 75%U1MA一般比最大工作相电压(峰值)要高一些,在此电压下主要检测长期允许工作电流是否符合规定因为这一电流与MOA的使命有直接关系,一般在同一温度下泄漏电流与寿命成反比。
  2、氧化锌避雷器(MOA)的试验步骤及保护安全设施:
  •   预试在雷雨季节前进行,试验前检查:检查外部有无裂纹,破碎、绝缘瓷筒是否完整,表面有无闪络痕迹,左右摇晃有无异响。
  •   测量绝缘电阻:使用2500V或者以上的揺表,测量前先对其进行开路、短路试验。用2500V以上兆欧表,摇测避雷器的两极绝缘电阻,1min,记录绝缘电阻,应当注意,无间隙氧化避雷器35KV以上,绝缘电阻不得小于2500 MΩ,35KV以下,绝缘电阻不得小于1000MΩ。测完后对避雷器的两极要充分放电。
  •   直流1mA电压u1mA,及0.75u1mA下的泄露电流测量:
  1. 将避雷器表边擦拭干净,
  2. 采用高压直流发生器进行所有接线后升压,将电流升至1mA,读取电压值U1mA,降压至零。如果在升压过程中电流突变应放慢升压速度。
  3. 计算0.75倍u1mA值,升压至0.75倍u1mA测量泄露电流大小,并记录。降压至零,关闭试验器并对避雷器用接地杆充分放电挂接地线,拆除试验接线。
  判断方法为,避雷器直流1mA电压的数值不应该低于GB11032中的规定数值,且u1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较变化不应该超过±5%,0.75u1mA下的泄露电流不应该大于50μA,且与初始值比较不应有较大变化。
 
金属氧化锌避雷器设计技术要求:
  1、金属氧化物避雷器的选型、验收应合适DL/T804、GB50150的划定。普阀避雷器属于淘汰产物,对110KV-200KV普阀避雷器,应积极进行更换。
  2、其他用于庇护干式变压器、发机电灭磁回路、GIS等的特殊金属氧化物避雷器,其特征参数由用户凭据装备的特点与厂家协商肯定。
  3、金属氧化锌避雷器引线的毗连不应使端子遭到跨越允许的外加应力。
  4、金属氧化锌避雷器的排气通道应畅达。破除的气体不致于引发相间或对地闪络,其实不得喷向其他电气装备。
  5、电厂开关站雷电侵进波的防护应合适规程要求,并知足开关站装备的平安运行。
避雷器运行技术要求:
  1、应在运行中按规程要求带电丈量泄漏电流。当发现异常情况时,应实时查明缘由。35KV及以上电压品级金属氧化物可用带电测试替换定期停电实验,但对500KV金属氧化物避雷器应3-5年进行一次停电实验。
  •   新投产的110KV及以上避雷器应三个月后丈量一次,三个月以后半年再丈量一次。以后每一年雷雨季节前丈量一次,应在晴朗天气下进行。
  •   丈量时应记实电压,情况温度,年夜气条件和外衣污秽情况等运行条件。
  •   丈量成效与出厂或投运时,和前几回的数据进行比力,如发现异常,可与同类装备的丈量数据进行比力。需要时可停电进行直流参考电压等有关项目的丈量
  2、严酷遵照避雷器电导电流测试周期,雷雨季节前后各丈量一次。110KV及以上电压品级避雷器宜安装电导电流在线监测表计。对已安装在线监测表计的避雷器,天天至少巡视一次,每半月记实一次,并增强数据分析。
  3、定期用红外热像仪扫描避雷器本体、电气毗连部位等,检查是否存在异常温升。长沙瑞起机电设备有限公司专业生产电力绝缘子、瓷绝缘子、硅橡胶绝缘子、避雷器、隔离开关,电力电缆,光纤电缆,欢迎垂询,获得更多价格优惠。

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