避雷器結(jié)構(gòu)特點及試驗分析

1、 234基基本本要要求求具有良好的伏秒特性，具有良好的伏秒特性，以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合。以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合。 應有較強的絕緣強度自恢復能力，以利于應有較強的絕緣強度自恢復能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)快速切斷工頻續(xù)流，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)運行。運行。56在絕緣強度的配合中對避雷器伏秒特性的要求不僅要位置低，在絕緣強度的配合中對避雷器伏秒特性的要求不僅要位置低，而且要形狀平直。工程上通常采用沖擊系數(shù)來反映伏秒特性而且要形狀平直。工程上通常采用沖擊系數(shù)來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數(shù)是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比值。的形狀。沖擊系數(shù)是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比值。比

2、值愈小，秒特性愈平緩，也即是避雷器的沖擊系數(shù)愈小，比值愈小，秒特性愈平緩，也即是避雷器的沖擊系數(shù)愈小，保護性能愈好。保護性能愈好。避雷器伏秒特性的上限不應高于電氣設(shè)備伏秒特性的下限。避雷器伏秒特性的上限不應高于電氣設(shè)備伏秒特性的下限。78要求避雷器具有很強的絕緣強度自恢復能力，在工頻續(xù)流要求避雷器具有很強的絕緣強度自恢復能力，在工頻續(xù)流第一次過零時熄弧，不再重燃。第一次過零時熄弧，不再重燃。 滅弧電壓：工頻電流第一次過零后間隙所能承受的不至滅弧電壓：工頻電流第一次過零后間隙所能承受的不至于引起電弧重燃的最大工頻電壓。于引起電弧重燃的最大工頻電壓。滅弧電壓越高滅弧電壓越高 避雷器性能越好。避雷器

3、性能越好。91011氧化鋅避雷器是很多（個）氧化鋅電阻片組成，片的數(shù)量由電氧化鋅避雷器是很多（個）氧化鋅電阻片組成，片的數(shù)量由電壓決定。氧化鋅避雷器中的氧化鋅電阻片壓決定。氧化鋅避雷器中的氧化鋅電阻片( (又稱閥片又稱閥片) )具有良好具有良好的非線性伏安特性。當避雷器上加上正常工作電壓時，閥片中的非線性伏安特性。當避雷器上加上正常工作電壓時，閥片中只有很小的泄漏電流只有很小的泄漏電流( (微安數(shù)量級微安數(shù)量級) )通過。出現(xiàn)過電壓時，避雷通過。出現(xiàn)過電壓時，避雷器中有很大的電流通過，但電壓卻被限制在一定范圍內(nèi)。器中有很大的電流通過，但電壓卻被限制在一定范圍內(nèi)。12四、金屬氧化物避雷器（四、金

4、屬氧化物避雷器（MOAMOA）1 1氧化鋅非線性電阻片氧化鋅非線性電阻片以以ZnOZnO為主要材料，摻以為主要材料，摻以其他微量金屬氧化物。其他微量金屬氧化物。ZnZnO O閥片具有很理想的非線閥片具有很理想的非線性伏安特性，其非線性系性伏安特性，其非線性系數(shù)約為數(shù)約為0.0150.05 0.0150.05 。13MOAMOA避雷器主要電氣參數(shù)避雷器主要電氣參數(shù)產(chǎn)品型式：產(chǎn)品型式：Y-金屬氧化金屬氧化物避雷器物避雷器外套類型：外套類型：H-復合外套，復合外套，其他外套不其他外套不表示表示標稱放電標稱放電電流電流(kA)結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征：W-無間隙，無間隙，C-帶串聯(lián)帶串聯(lián)間隙間隙保護類型：保

5、護類型：S-配電，配電，R-電容器，電容器，T-電鐵，電鐵，Z或無或無-電站，電站，X-線路，線路，F(xiàn)-SF6組合電器組合電器設(shè)計序號：設(shè)計序號：以數(shù)字表以數(shù)字表示示避雷器額避雷器額定電壓定電壓標稱放電標稱放電電流下的電流下的殘壓殘壓附加特征代號：附加特征代號：A-A-爬電比爬電比距距25mm/Kv25mm/Kv，B-B-爬電比距爬電比距31mm/kV31mm/kV，J-J-絕緣子間隙，絕緣子間隙，K-K-空氣間隙，空氣間隙，S-S-三相。三相。14151 1、額定電壓、額定電壓 避雷器兩端之間允許施加的最大工頻電壓有效值。相當避雷器兩端之間允許施加的最大工頻電壓有效值。相當于有間隙碳化硅避雷

6、器的滅弧電壓。它是避雷器各種特性于有間隙碳化硅避雷器的滅弧電壓。它是避雷器各種特性的基準參數(shù)。的基準參數(shù)。2 2、起始動作電壓、起始動作電壓( (參考電壓參考電壓) ) 以通過以通過1mA1mA工頻電流阻性分量峰值或直流幅值時的避雷器工頻電流阻性分量峰值或直流幅值時的避雷器兩端電壓峰值兩端電壓峰值U1mAU1mA定義為起始動作電壓定義為起始動作電壓。163 3、持續(xù)運行電壓、持續(xù)運行電壓 它是指在運行中允許長期施加于避雷器兩端的工頻電壓它是指在運行中允許長期施加于避雷器兩端的工頻電壓有效值。它表征了有效值。它表征了MOAMOA對長期作用的工頻電壓耐受能力。對長期作用的工頻電壓耐受能力。 選擇選

7、擇MOAMOA持續(xù)運行電壓持續(xù)運行電壓U U時應滿足：時應滿足： 310kV 310kV系統(tǒng)系統(tǒng)Uc1.1Um; Uc1.1Um; 3566kV 3566kV系統(tǒng)系統(tǒng)UcUmUcUm式中式中UmUm系統(tǒng)最高運行線電壓，為系統(tǒng)標稱電壓的系統(tǒng)最高運行線電壓，為系統(tǒng)標稱電壓的1.151.15倍。倍。174 4、壓比、壓比氧化鋅避雷器通過波形為氧化鋅避雷器通過波形為8/20us8/20us的額定沖擊放電電流時的殘壓與起的額定沖擊放電電流時的殘壓與起始動作電壓始動作電壓( (參考電壓參考電壓) )之比。壓比越小，說明通過沖擊大電流時的之比。壓比越小，說明通過沖擊大電流時的殘壓越低，氧化鋅避雷器的保護性能

8、越好。殘壓越低，氧化鋅避雷器的保護性能越好。5 5、工頻耐受伏秒特性、工頻耐受伏秒特性 考核氧化鋅避雷器對工頻過電壓的耐受能力。對中性點非直考核氧化鋅避雷器對工頻過電壓的耐受能力。對中性點非直接接地系統(tǒng)，氧化鋅避雷器在下列時間內(nèi)耐受相應的工頻過電壓倍接接地系統(tǒng)，氧化鋅避雷器在下列時間內(nèi)耐受相應的工頻過電壓倍數(shù)：數(shù)： 1.2Um 1000s1.2Um 1000s 1.3Um 100s 1.3Um 100s 1.4Um 1s 1.4Um 1s18(6)(6)最大殘壓最大殘壓在避雷器所允許最大陡波沖擊電流、雷電沖擊電流及操作沖擊電流在避雷器所允許最大陡波沖擊電流、雷電沖擊電流及操作沖擊電流下避雷器兩

9、端電壓，它是表征避雷器保護水平的重要參數(shù)。下避雷器兩端電壓，它是表征避雷器保護水平的重要參數(shù)。(7)(7)壓比壓比它是指它是指MOAMOA在標稱電流下的殘壓及在標稱電流下的殘壓及1mA1mA參考電流下的起始動作電壓的參考電流下的起始動作電壓的比值。比值。(8)(8)荷電率荷電率它是指長期施加在它是指長期施加在MOAMOA上的持續(xù)工作電壓峰值與其工頻參考電壓的上的持續(xù)工作電壓峰值與其工頻參考電壓的比值。它是影響比值。它是影響MOAMOA的老化性能和保護水平的一項重要參數(shù)。的老化性能和保護水平的一項重要參數(shù)。 1920絕緣電阻測量測量絕緣電阻測量測量對被試避雷器充分放電對被試避雷器充分放電避雷器為

10、兩節(jié)時的試驗方法：當拆除一次連接線時，避雷器為兩節(jié)時的試驗方法：當拆除一次連接線時，可以分別對上、下兩節(jié)避雷器進行試驗，接線如下圖中圖可以分別對上、下兩節(jié)避雷器進行試驗，接線如下圖中圖a a和和圖圖b b。當不拆開一次連線時（避雷器頂部接地），試驗接線見下圖中當不拆開一次連線時（避雷器頂部接地），試驗接線見下圖中圖圖c c和圖和圖d d。避雷器為三節(jié)及以上時，在試驗時一般不用拆開。避雷器為三節(jié)及以上時，在試驗時一般不用拆開一次引線，試驗時把避雷器頂部接地，試驗接線可參照下一次引線，試驗時把避雷器頂部接地，試驗接線可參照下圖執(zhí)行圖執(zhí)行21 a 測量上節(jié)測量上節(jié) b 測量下節(jié)測量下節(jié) c 測量上節(jié)

11、測量上節(jié) d 測量下節(jié)測量下節(jié) e 測量底座測量底座22測量底座的絕緣電阻時，斷開避雷器底座與計數(shù)器連接測量底座的絕緣電阻時，斷開避雷器底座與計數(shù)器連接點，試驗接線見上圖中圖點，試驗接線見上圖中圖e e。用接地線對避雷器的兩極充分放電。用接地線對避雷器的兩極充分放電。注意事項注意事項:1:1、測量絕緣電阻前后，應將設(shè)備對地放電數(shù)次并、測量絕緣電阻前后，應將設(shè)備對地放電數(shù)次并短路接地；短路接地；2 2、用、用2500V2500V以上兆歐表；以上兆歐表；3 3、測量時應記錄空氣、測量時應記錄空氣相對濕度、環(huán)境溫度；相對濕度、環(huán)境溫度；4 4、不拆線測量下節(jié)避雷器時底座的、不拆線測量下節(jié)避雷器時底座

12、的絕緣電阻不能太低；絕緣電阻不能太低；5 5、拆開斷開避雷器底座與計數(shù)器連接、拆開斷開避雷器底座與計數(shù)器連接線時，拆前必須做好記錄，恢復接線后必須認真檢查核對。線時，拆前必須做好記錄，恢復接線后必須認真檢查核對。23試驗要求：試驗要求：避雷器本體：避雷器本體：35kV35kV以上，絕緣電阻不低于以上，絕緣電阻不低于2500M2500MW W；35kV35kV以下，絕緣電阻不低于以下，絕緣電阻不低于1000MW1000MW；底座絕緣電阻：不低于底座絕緣電阻：不低于5 MW5 MW；與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。差別。24對于閥型避雷

13、器，規(guī)程規(guī)定：對于閥型避雷器，規(guī)程規(guī)定：FSFS型的絕緣電阻應大于型的絕緣電阻應大于25002500兆歐。兆歐。當測得值低于規(guī)定值時，為查明原因，可進行泄漏電流測量，當測得值低于規(guī)定值時，為查明原因，可進行泄漏電流測量，泄漏電流一般不大于泄漏電流一般不大于10uA10uA。當測得值大于。當測得值大于20002000兆歐時，一般可兆歐時，一般可不做泄漏電流測量。不做泄漏電流測量。25直流直流1mA1mA下的電壓下的電壓U1mAU1mA為無間隙金屬氧化物避雷器通過為無間隙金屬氧化物避雷器通過1mA 1mA 直流電流時，被試品兩端的電壓值。直流電流時，被試品兩端的電壓值。0.75U1mA0.75U1

14、mA電壓下的漏電電壓下的漏電流，為試品兩端施加流，為試品兩端施加75%75%的的U1mAU1mA電壓，測量流過避雷器的直流電壓，測量流過避雷器的直流漏電流。漏電流。U1mAU1mA和和0.75U1mA0.75U1mA下漏電流是判斷無間隙金屬氧化物下漏電流是判斷無間隙金屬氧化物避雷器質(zhì)量狀況的兩個重要參數(shù)，運行一定時期后，避雷器質(zhì)量狀況的兩個重要參數(shù)，運行一定時期后，U1mAU1mA和和0.75U1mA0.75U1mA下漏電流的變化能直接反映避雷器的老化、變質(zhì)程下漏電流的變化能直接反映避雷器的老化、變質(zhì)程度。特別是對采用大面積金屬氧化物電阻片組裝的避雷器和度。特別是對采用大面積金屬氧化物電阻片組

15、裝的避雷器和多柱金屬氧化物電阻片并聯(lián)的避雷器，用此方法容易判斷它多柱金屬氧化物電阻片并聯(lián)的避雷器，用此方法容易判斷它們的質(zhì)量缺陷。測量們的質(zhì)量缺陷。測量0.75U1mA0.75U1mA下漏電流時的下漏電流時的U1mAU1mA電壓值應選電壓值應選用用U1mAU1mA初始值或制造廠給定的初始值或制造廠給定的U1mAU1mA值。值。26在線測量在線測量500kV500kV避雷器直流避雷器直流1mA1mA電壓電壓UlmAUlmA及及0.75UlmA0.75UlmA下漏電流的原理與接線方式下漏電流的原理與接線方式第一節(jié)測量接線27第二節(jié)測量接線28第三節(jié)測量接線29避雷器直流避雷器直流1mA1mA電壓的

16、數(shù)值不應該低于電壓的數(shù)值不應該低于GB 11032GB 11032中的規(guī)定中的規(guī)定數(shù)值，且數(shù)值，且U1mAU1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較變化不實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較變化不應超過應超過5 5。0.75 U1mA0.75 U1mA下的泄漏電流不得大于下的泄漏電流不得大于50mA50mA，且與初始值相比，且與初始值相比較不應有明顯變化。較不應有明顯變化。與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。如試驗數(shù)據(jù)雖未超過標準要求，但是與初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較如試驗數(shù)據(jù)雖未超過標準要求，但是與初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較明顯變化時應加強分析，并且在確

17、認數(shù)據(jù)無誤的情況下加明顯變化時應加強分析，并且在確認數(shù)據(jù)無誤的情況下加強監(jiān)視，如增加帶電測試的次數(shù)等。強監(jiān)視，如增加帶電測試的次數(shù)等。試驗要求試驗要求30試驗關(guān)鍵點試驗關(guān)鍵點高壓引線應采用專用的屏蔽線，不能用設(shè)備的一次引線代替高壓引線應采用專用的屏蔽線，不能用設(shè)備的一次引線代替（或部分代替）高壓引線；（或部分代替）高壓引線；不拆線的試驗方法只適用于兩節(jié)避雷器的特性基本相近的情不拆線的試驗方法只適用于兩節(jié)避雷器的特性基本相近的情況，如果特性相差太大，就會使特性電壓偏低的那一節(jié)避雷況，如果特性相差太大，就會使特性電壓偏低的那一節(jié)避雷器電流過大，造成直流發(fā)生器過載。器電流過大，造成直流發(fā)生器過載。直

18、流發(fā)生器的倍壓筒應盡可能遠離被試品，高壓引線應盡量直流發(fā)生器的倍壓筒應盡可能遠離被試品，高壓引線應盡量縮短，必要時用絕緣物支持牢固且高壓引線與被試品的夾角縮短，必要時用絕緣物支持牢固且高壓引線與被試品的夾角盡可能接近盡可能接近9090度；度；變更結(jié)線或試驗結(jié)束時，應首先斷開試驗電源，將設(shè)備對地變更結(jié)線或試驗結(jié)束時，應首先斷開試驗電源，將設(shè)備對地放電數(shù)次并短路接地；放電數(shù)次并短路接地；試驗時應注意電流表試驗時應注意電流表A1A1的讀數(shù)不能超過直流發(fā)生器的額定輸?shù)淖x數(shù)不能超過直流發(fā)生器的額定輸出電流。出電流。3132MOAMOA的基本電流參數(shù)及物理特性的基本電流參數(shù)及物理特性 對交流運行電壓下對交

19、流運行電壓下MOAMOA的泄漏電流而言，全電流是重要基本參數(shù)的泄漏電流而言，全電流是重要基本參數(shù)之一，是主要測量對象。全電流由容性和阻性電流組成，之一，是主要測量對象。全電流由容性和阻性電流組成，MOAMOA無無故障時其值僅為故障時其值僅為0.20.22mA2mA。正常情況下流過。正常情況下流過MOAMOA閥片的主要是容閥片的主要是容性電流，阻性電流相對較小，僅占全電流約性電流，阻性電流相對較小，僅占全電流約1O%1O%左右。雖然容性左右。雖然容性電流被認為是線性變化，但由于電流被認為是線性變化，但由于MOAMOA閥片的非線性，導致阻性電閥片的非線性，導致阻性電流為一非正弦波，故全電流波也為非

20、正弦波。當流過流為一非正弦波，故全電流波也為非正弦波。當流過MOAMOA總體的總體的電流電流I I為已知時其壓降為已知時其壓降U U為：為：33由基波和各奇次諧波電流組成的阻性電流為非正弦波，故阻性電流總是由基波和各奇次諧波電流組成的阻性電流為非正弦波，故阻性電流總是用峰值來表示。實際分析中由于用峰值來表示。實際分析中由于3 3次以上奇次諧波電流的值很小，一次以上奇次諧波電流的值很小，一般認為阻性電流峰值由基波和般認為阻性電流峰值由基波和3 3次諧波電流組成，它能綜合反映次諧波電流組成，它能綜合反映MOAMOA的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化。阻性電流峰值和全電流的受潮、元件損壞、表面污穢

21、和閥片老化。阻性電流峰值和全電流波雖同為非正弦波，但由于全電流中的容性電流在相位上超前阻性波雖同為非正弦波，但由于全電流中的容性電流在相位上超前阻性電流電流9090。故兩者波形有較大差別。阻性電流基波是個正弦分量，主。故兩者波形有較大差別。阻性電流基波是個正弦分量，主要反映要反映MOAMOA有功分量的變化。與阻性電流峰值一樣，阻性電流基波也有功分量的變化。與阻性電流峰值一樣，阻性電流基波也能反映能反映MOAMOA的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化情況，不同的是的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化情況，不同的是它是從功率損耗的角度來反映的。阻性電流它是從功率損耗的角度來反映的。阻性電流3 3次

22、諧波分量也是個正弦次諧波分量也是個正弦分量，它和其它奇次諧波電流是由分量，它和其它奇次諧波電流是由MOAMOA閥片的非線性特性而產(chǎn)生的。閥片的非線性特性而產(chǎn)生的。3 3次諧波分量與阻性電流基波之間存在一定函數(shù)關(guān)系，次諧波分量與阻性電流基波之間存在一定函數(shù)關(guān)系，3 3次諧波電流次諧波電流分量的大小可間接反映分量的大小可間接反映M0AM0A有功損耗的變化和閥片的老化情況。有功損耗的變化和閥片的老化情況。34全電流全電流 全電流是個非正弦量，應以蜂值來表示。全電流峰值由容性和阻性全電流是個非正弦量，應以蜂值來表示。全電流峰值由容性和阻性電流組成，阻性電流所占成分很小，因此全電流對阻性電流的變化反電流

23、組成，阻性電流所占成分很小，因此全電流對阻性電流的變化反映不靈敏，就是有反應也容易被測量的分散性所掩蓋，導致無法正確映不靈敏，就是有反應也容易被測量的分散性所掩蓋，導致無法正確判別。測量全電流能夠發(fā)現(xiàn)已發(fā)生顯著劣化的判別。測量全電流能夠發(fā)現(xiàn)已發(fā)生顯著劣化的MOAMOA，但對其早期的老，但對其早期的老化或受潮反應不靈敏，其價值主要體現(xiàn)在化或受潮反應不靈敏，其價值主要體現(xiàn)在MOAMOA有較大故障或老化較嚴有較大故障或老化較嚴重時，故它只是一個不可缺少的參考量。重時，故它只是一個不可缺少的參考量。35阻性電流峰值由包括基波在內(nèi)的各奇次諧波疊加而成。在系統(tǒng)阻性電流峰值由包括基波在內(nèi)的各奇次諧波疊加而成

24、。在系統(tǒng)持續(xù)運行電壓下，正常的阻性電流峰值約持續(xù)運行電壓下，正常的阻性電流峰值約1OO1OO200p.A200p.A，MOAMOA受受潮和閥片老化后阻性電流峰值的變化很容易達到這個數(shù)量級，潮和閥片老化后阻性電流峰值的變化很容易達到這個數(shù)量級，故阻性電流峰值綜合反映故阻性電流峰值綜合反映MOAMOA性能的變化比較靈敏，很多情況下性能的變化比較靈敏，很多情況下都以其數(shù)值的大小來判別都以其數(shù)值的大小來判別MOAMOA性能的優(yōu)劣。性能的優(yōu)劣。36阻性電流基波分量阻性電流基波分量阻性電流基波分量是從功率損耗角度綜合反映阻性電流基波分量是從功率損耗角度綜合反映MOAMOA性能的分量。與阻性能的分量。與阻性

25、電流峰值一樣，對性電流峰值一樣，對MOAMOA的缺陷作深入分析和判斷時基波分量的局的缺陷作深入分析和判斷時基波分量的局限性就體現(xiàn)出來了，故基波分量是一個綜合判斷量。限性就體現(xiàn)出來了，故基波分量是一個綜合判斷量。阻性電流阻性電流3 3次諧波分量次諧波分量阻性電流阻性電流3 3次諧波是由次諧波是由MOAMOA閥片的非線性產(chǎn)生的。閥片的非線性產(chǎn)生的。MOAMOA閥片老化之后阻閥片老化之后阻性電流中的性電流中的3 3次諧波成分增大次諧波成分增大 。3 3次諧波電流分量只反映次諧波電流分量只反映M0AM0A閥片的閥片的老化，僅是一個局部判斷量。老化，僅是一個局部判斷量。37嚴格遵守避雷器電導電流測試周期，雷雨季節(jié)前后各測量一次。嚴格遵守避雷器電導電流測試周期，雷雨季節(jié)前后各測量一次。1 1、雷雨季節(jié)前，還應對避雷器進行紅外熱像普測。、雷雨季節(jié)前，還應對避雷器進行紅外熱像普測。2 2、嚴格避雷器的交接試驗，、嚴格避雷器的交接試驗，500kV500kV氧化鋅避雷器必須測量持續(xù)運行氧化鋅避雷器必須測量持續(xù)運行電壓下的泄漏電流。電壓下的泄漏電流。對金屬氧化物避雷器，必須堅持在運行中按規(guī)程要求進行帶電試驗。對金屬氧化物避雷器，必須堅持在運行中按規(guī)程要求進行帶電試驗。當發(fā)現(xiàn)異常情況時，應及時查明原因。當發(fā)現(xiàn)異常情況時，應及時查明原因。35kV35kV及以上