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认识避雷器—电力系统重要的一次保护元件

时间:2019/10/12  查看次数:117

避雷器是维持电力系统稳定运行的重要保护装置,能有效防止雷电大气过电压对电力设备的损伤。避雷器从结构形式上讲,可分为金属氧化物避雷器、阀式避雷器、管形避雷器、磁吹避雷器等。

1、阀式避雷器

阀式避雷器主要由封闭在瓷套中、相互串联的火花间隔及非线性电阻构成,火花间隙能在遇到过电压时被击穿放电,在正常运行的工频电压下起着将电源与非线性电阻相互隔断的作用。非线性电阻在过电压时能吸收过电压能量以限制放电电压下的残压,和起着限制工频续流的作用。其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片(电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套)。

碳化硅阀片是以碳化硅为主体,加入适量比例其它添加剂后压紧、烧结形成的非线性电阻体,外形似圆饼状。碳化硅阀片的主要作用是吸收过电压能量,利用其电阻的非线性特性,在高电压大电流下作用下其电阻值大幅度下降,得以限制放电电流通过自身的压降和限制续流幅值,与火花间隙协同作用熄灭续流电弧。

非线性电阻在正常工作状态下对工频电流的电阻非常大,因而可以使电力系统正常运行时的工频电流被隔断;当遇到雷电时,在过电压作用下电阻值迅速变小,使得雷电流畅通流入大地。雷电流经过后,其电阻值又自动恢复到原来的较大值。将跟随而来的工频续流限制在较小范围之内,对被保护设备起到防雷保护作用,也是使电网恢复正常。

碳化硅避雷器按结构不同,又分为普通阀式和磁吹阀式两类。后者利用磁场驱动电弧来提高灭弧性能,从而增强其保护性能。

碳化硅避雷器在90年代以前,曾广泛应用于我国的发配电系统、高压输变电系统,但在金属氧化物避雷器推广后,迅速被淘汰;目前世界上还有一些不发达的小国家,例如非洲的克麦隆、伊朗、亚洲的朝鲜等国家还在少量使用。

碳化硅阀式避雷器的试验:

碳化硅阀式避雷器试验项目主要有:绝缘电阻测量、运行电压下的泄漏电流这两项。

2、管形避雷器

管型避雷器是一种具有较高熄弧能力的保护间隙,一般由两个以上串联间隙组成,一个间隙在大气中,称为外间隙,作用是隔离工作电压,避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏;另一个装设在气管内,称为内间隙或者灭弧间隙,管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关。

管型避雷器的伏秒特性较陡且放电分散性较大,而一般电力变压器和其它高压电气设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平,二者不能很好配合;管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波,对变压器纵绝缘不利。此外,其放电特性受大气条件影响较大,因此管型避雷器现在基本已淘汰不用。

3、金属氧化物避雷器(氧化锌避雷器)

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器,由于其优良的保护特性,在现代电力系统中广泛使用,它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻稳定的开关电压(叫压敏电压),在正常的工作电压下压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击过电压作用下,压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态;当高于压敏电压的外部过电压消失后,其又恢复高阻状态。

 

氧化锌避雷器是具有优良的保护性能和大气过电压限制能力。氧化锌具有良好的非线性伏安特性,其在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

氧化锌避雷器从结构上分为无间隙氧化锌避雷器、有间隙氧化锌避雷器;有间隙氧化锌避雷器又可分为带外间隙和带内间隙的两种;其试验方法按其结构来说是完全不同的,如果错误地进行了试验,有可能将氧化锌避雷器损坏。

下图所示为35kV及以下输电线路上常用的一种带外间隙的氧化锌避雷器;

一般来说,有间隙氧化锌避雷器应进行的试验项目为:绝缘电阻测量、工频放电电压测试,其中最重要的试验项目是工频放电电压测试。

无间隙氧化锌避雷器试验项目通常为:绝缘电阻测量、工频参考电压和持续电流、直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流。

 

 

 
 

 

   
 

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