避雷器講義課件

避雷器第1頁/共41頁

一、避雷器簡(jiǎn)介1.1雷電流的特點(diǎn)第2頁/共41頁1.2、防雷裝置的分類1.避雷針：防止雷電直擊于電氣設(shè)備和建筑物，主要用于廠房、變電站的保護(hù)。

2.避雷線：防止雷電直擊于電氣設(shè)備和建筑物，主要用于輸電線路的保護(hù)。3.避雷器：由于雷電的繞擊、反擊等，幅值可達(dá)100-200萬伏的大氣過電壓可能沿輸電線入侵變電站，危機(jī)電氣設(shè)備。

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1.3、避雷器定義：1、避雷器的定義:一種過電壓限制器。當(dāng)過電壓出現(xiàn)時(shí)，避雷器兩端子間的電壓不超過規(guī)定值，使電氣設(shè)備免受過電壓損壞，過電壓過后，又能使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常狀態(tài)。無間隙金屬氧化物避雷器：由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)或并聯(lián)組成且無并聯(lián)或串聯(lián)放電間隙的避雷器（MetalOxideSurgeArresters簡(jiǎn)稱MOA）2、避雷器的作用：限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。第4頁/共41頁

1.4、避雷器的類型和發(fā)展歷史以及優(yōu)缺點(diǎn)

避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。1、保護(hù)間隙

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于自制，但性能較差，一般常用于電壓不高且不太重要的線路上或農(nóng)村線路上。主要缺點(diǎn):保護(hù)間隙的熄滅電弧能力較差，往往不能自行熄滅，將引起斷路器的跳閘，這樣，雖限制了過電壓，保護(hù)了設(shè)備，但將造成線路跳閘事故，這是保護(hù)間隙的主要缺點(diǎn)。第5頁/共41頁2、管型避雷器

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用于10KV配電線路上，作為變壓器、開關(guān)、電容器、電纜頭等電氣設(shè)備的防雷保護(hù)。適用于工頻電網(wǎng)容量小、線路長(zhǎng)、短路電流不在而雷電活動(dòng)又很強(qiáng)而且頻繁的農(nóng)村或山區(qū)。

主要缺點(diǎn):管型避雷器的主要缺點(diǎn)為：伏秒特性較陡且放電分散性較大，而一般變壓器和其他設(shè)備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平，二者不能很好配合；管型避雷器動(dòng)作后工作母線直接接地形成截波，對(duì)變壓器縱絕緣不利（保護(hù)間隙也有上述缺點(diǎn)）；此外，其放電特性受大氣條件影響較大。第6頁/共41頁3、閥型避雷器

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用于3～550kV電氣線路、變配電設(shè)備、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)等的防雷。適用于交直流電網(wǎng)，不受容量、線路長(zhǎng)短、短路電流的限制，工業(yè)系統(tǒng)中的變配電所，電器設(shè)備及線路都能使用。閥型避雷器分為普通型和磁吹型兩類，普通型沒有采取強(qiáng)迫熄弧的措施，閥片的熱容量有限，不能承受較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的內(nèi)過電壓沖擊電流的作用。

磁吹型利用磁吹電弧來強(qiáng)迫熄弧，其單個(gè)間隙的熄弧能力較高，能在較高恢復(fù)電壓下切斷較大的工頻續(xù)流，其沖擊放電電壓和殘壓較低，保護(hù)性能較好。但其閥片的熱容量不夠大，只能尚可考慮用作限制內(nèi)過電壓的備用措施。

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4、氧化鋅避雷器

一種新型避雷器，無放電延時(shí)，大氣過電壓工作后無工頻續(xù)流，可經(jīng)受多重雷擊，殘壓低，通流量大，體積小，重量輕，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，常用于0.25～550KV電氣系統(tǒng)及電氣設(shè)備的防雷及過電壓保護(hù)，也適用于低壓側(cè)的過電壓保護(hù)。與碳化硅避雷器相比，氧化鋅避雷器除了有較理想的非線性伏安特性外其主要優(yōu)點(diǎn)是：無間隙、無續(xù)流、電氣設(shè)備所受過電壓可以降低、通流容量大等；（內(nèi)部電阻片）而復(fù)合絕緣的氧化鋅避雷器（尤其液體硅橡膠作為外絕緣）具有高耐污性能、耐電蝕、抗老化、抗電弧能力強(qiáng)、體積小、重量輕、全密封、散熱性能好、防止電阻片老化、機(jī)械強(qiáng)度高、抗震性能好、耐碰撞等性能，運(yùn)行可以免維護(hù)。第8頁/共41頁金屬氧化物避雷器（MOA）型號(hào)表示方法第9頁/共41頁復(fù)合外套金屬氧化物避雷器型號(hào)表示方法第10頁/共41頁配電型：保護(hù)相應(yīng)電壓等級(jí)的配電變壓器、開關(guān)柜、箱式變、電纜頭、柱上少油開關(guān)等配電設(shè)備免收大氣和操作過電壓損壞。電站型：保護(hù)發(fā)電廠、變電站的交流電氣設(shè)備免受大氣過電壓和操作過電壓損壞。電容器型：抑制真空開關(guān)或少油開關(guān)投切電容器組產(chǎn)生的重燃過電壓，保護(hù)電容器組免受操作過電壓損壞。各類型避雷器的用途第11頁/共41頁二、避雷器的工作原理2.1、氧化鋅避雷器的工作原理

氧化鋅(znO)避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成.每一塊壓敏從制成時(shí)就有它的一定開關(guān)電壓叫壓敏電阻在正常的工作電壓即小于壓敏電壓時(shí)壓敏電阻值很大相當(dāng)于絕緣狀態(tài)但在沖擊電壓作用下大于壓敏電壓壓敏電阻呈低值被擊穿相當(dāng)于短路狀態(tài)然而壓敏電阻被擊狀態(tài)是可以恢復(fù)的當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)因此在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后當(dāng)雷擊時(shí)雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿雷電流通過壓敏電阻流入大地使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)從而保護(hù)了電器設(shè)備的安全。第12頁/共41頁

第13頁/共41頁復(fù)合絕緣的氧化鋅避雷器傘裙氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)示意圖第14頁/共41頁

三、避雷器的技術(shù)參數(shù)

3.1避雷器的額定電壓

施加到避雷器端子間最大允許工頻電壓有效值。按照此電壓所設(shè)計(jì)的避雷器，能在所規(guī)定的動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)中確定的暫時(shí)過電壓下正確地工作。它是表明避雷器運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)額定電壓。避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓在運(yùn)行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。3.2避雷器的額定頻率能使用該避雷器的電力系統(tǒng)的頻率。第15頁/共41頁3.3避雷器的持續(xù)電流

在持續(xù)運(yùn)行電壓下流過避雷器的電流。注：持續(xù)電流由阻性和容性分量組成，可隨溫度和雜散電容的影響而變化。因此，試品的持續(xù)電流可不同于整只避雷器的持續(xù)電流。持續(xù)電流可用有效值或峰值表示。3.4避雷器的工頻參考電流用于確定避雷器工頻參考電壓的工頻電流阻性分量的峰值。工頻參考電流應(yīng)足夠大，使雜散電容對(duì)所測(cè)的避雷器和元件(包括設(shè)計(jì)的均壓系統(tǒng))的參考電壓的影響可以忽略，該值由制造廠規(guī)定。注：①工頻參考電流與避雷器的標(biāo)稱放電電流及(或)線路放電等級(jí)有關(guān)，對(duì)單柱避雷器，通常在1～20mA范圍內(nèi)。②在工頻電流波形因電壓極性而不對(duì)稱情況下，應(yīng)以較大極性的電流來確定參考電流。第16頁/共41頁3.5避雷器的工頻參考電壓在工頻參考電流下測(cè)出的避雷器上的工頻電壓最大峰值除以。多元件串聯(lián)組成的避雷器的參考電壓是每個(gè)元件參考電壓之和。注：參考電壓的測(cè)量對(duì)正確選擇動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)的試品是必須的。3.6避雷器的直流參考電流

直流參考電流用于確定避雷器直流參考電壓，直流參考電流通常為1～20mA。3.7避雷器的直流參考電壓

在直流參考電流下測(cè)出的避雷器上的電壓。3.8避雷器的殘壓

放電電流通過避雷器時(shí)其端子間的最大電壓值。第17頁/共41頁

四、避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

4.1避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和要求（GB50150-2006）1、測(cè)量金屬氧化物避雷器及基座絕緣電阻；2、測(cè)量金屬氧化物避雷器的工頻參考電壓和持續(xù)電流；3、測(cè)量金屬氧化物避雷器直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流；

4、檢查放電記數(shù)器動(dòng)作情況及監(jiān)視電流表指示；

5、工頻放電電壓試驗(yàn)。第18頁/共41頁4.2絕緣電阻測(cè)量1、35kV以上電壓：用5000V兆歐表，絕緣電阻不小于2500MΩ；2、35kV及以下電壓：用2500V兆歐表，絕緣電阻不小于1000MΩ；3、低壓（1kV以下）：用500V兆歐表，絕緣電阻不小于2MΩ；4、基座絕緣電阻不低于5MΩ；第19頁/共41頁1、金屬氧化物避雷器對(duì)應(yīng)于工頻參考電流下的工頻參考電壓，整支或分節(jié)進(jìn)行的測(cè)試值，應(yīng)符合《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032或產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定；2、測(cè)量金屬氧化物避雷器在避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓下的持續(xù)電流，其阻性電流或總電流值應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。注：金屬氧化物避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓值參見現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032。4.3工頻參考電壓和持續(xù)電流第20頁/共41頁4.4直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流1、金屬氧化物避雷器對(duì)應(yīng)于直流參考電流下的直流參考電壓，整支或分節(jié)進(jìn)行的測(cè)試值，不應(yīng)低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032規(guī)定值，并符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。實(shí)測(cè)值與制造廠規(guī)定值比較，變化不應(yīng)大于±5%。2、0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流值不應(yīng)大于50μA，或符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。

3、試驗(yàn)時(shí)若整流回路中的波紋系數(shù)大于1.5%時(shí)，應(yīng)加裝濾波電容器，可為0.01～0.1μF，試驗(yàn)電壓應(yīng)在高壓側(cè)測(cè)量。第21頁/共41頁4.5工頻放電電壓試驗(yàn)1、工頻放電電壓，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定；

2、工頻放電電壓試驗(yàn)時(shí)，放電后應(yīng)快速切除電源，切斷電源時(shí)間不大于0.5s，過流保護(hù)動(dòng)作電流控制在0.2～0.7A。第22頁/共41頁五、金屬氧化物避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和要求（DL/T596-1996）1、絕緣電阻2、直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流

3、運(yùn)行電壓下的交流泄漏電流4、工頻參考電流下的工頻參考電壓5、檢查放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況第23頁/共41頁5.1絕緣電阻1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季節(jié)前2)必要時(shí)；2、要求：1)35kV以上，不低于2500MΩ2)35kV及以下，不低于1000MΩ；3、說明：采用2500V及以上兆歐表；第24頁/共41頁5.2直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前2)必要時(shí)2、要求：1)不得低于GB11032規(guī)定值2)U1mA實(shí)測(cè)值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應(yīng)大于±5%3)0.75U1mA下的泄漏電流不應(yīng)大于50μA3、說明：1)要記錄試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度和相對(duì)濕度2)測(cè)量電流的導(dǎo)線應(yīng)使用屏蔽線3)初始值系指出廠試驗(yàn)或新投試驗(yàn)時(shí)的測(cè)量值第25頁/共41頁5.3運(yùn)行電壓下的交流泄漏電流1、周期：1)新投運(yùn)的110kV及以上者投運(yùn)3個(gè)月后測(cè)量1次；以后每半年1次；運(yùn)行1年后，每年雷雨季節(jié)前1次2)必要時(shí)2、要求：測(cè)量運(yùn)行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測(cè)量值與初始值比較，有明顯變化時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，當(dāng)阻性電流增加1倍時(shí)，應(yīng)停電檢查3、說明：應(yīng)記錄測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和運(yùn)行電壓。測(cè)量宜在瓷套表面干燥時(shí)進(jìn)行。應(yīng)注意相間干擾的影響第26頁/共41頁5.4工頻參考電流下的工頻參考電壓1、周期：必要時(shí)2、要求：應(yīng)符合GB11032或制造廠規(guī)定

3、說明：1)測(cè)量環(huán)境溫度20±15℃2)測(cè)量應(yīng)每節(jié)單獨(dú)進(jìn)行，整相避雷器有一節(jié)不合格，應(yīng)更換該節(jié)避雷器(或整相更換)，使該相避雷器為合格第27頁/共41頁5.5檢查放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前2)必要時(shí)；2、要求：測(cè)試3～5次，均應(yīng)正常動(dòng)作，測(cè)試后計(jì)數(shù)器指示應(yīng)調(diào)到“0”；第28頁/共41頁六、避雷器紅外診斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)6.1避雷器紅外測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)1、帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范2、DL-T664-2008第29頁/共41頁6.2基本定義1、帶電設(shè)備傳導(dǎo)負(fù)荷電流(試驗(yàn)電流)或加有運(yùn)行電壓(試驗(yàn)電壓)的設(shè)備。2、溫升用同一檢測(cè)儀器相繼測(cè)得的被測(cè)物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。3、溫差用同一檢測(cè)儀器相繼測(cè)得的不同被測(cè)物或同一被測(cè)物不同部位之間的溫度差。第30頁/共41頁6.3相對(duì)溫差

兩個(gè)對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)之間的溫差與其中較熱點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)。相對(duì)溫差δ可用下式求出：

式中：τ1和T1——發(fā)熱點(diǎn)的溫升和溫度；τ2和T2——正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫升和溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。第31頁/共41頁對(duì)檢測(cè)環(huán)境的要求1檢測(cè)目標(biāo)及環(huán)境的溫度不宜低于5℃，如果必須在低溫下進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)注意儀器自身的工作溫度要求，同時(shí)還應(yīng)考慮水汽結(jié)冰使某些進(jìn)水受潮的設(shè)備的缺陷漏檢。2空氣濕度不宜大于85%，不應(yīng)在有雷、雨、霧、雪及風(fēng)速超過0.5m/s的環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)。第32頁/共41頁6.4金屬氧化物避雷器允許的相間溫差及最大工作溫升參考值第33頁/共41頁110kV氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮發(fā)熱相的溫升及相間溫差大大超過上述表格的規(guī)定，屬緊急缺陷第34頁/共41頁實(shí)例演示2007年8月15日19:30時(shí)在對(duì)220