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氧化锌避雷器

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氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使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。

目录

分类

  • 1.按电压等级分

    氧化锌避雷器按额定电压值来分类,可分为三类;

    高压类;其指66KV以上等级的氧化锌避雷器系列产品,大致可划分为500kV、220kV、110kV、66kV四个等级等级。

    中压类;其指3kV~66kV(不包括66kV系列的产品)范围内的氧化锌避雷器系列产品,大致可划分为3kV、6kV、10kV、35KV四个电压等级。

    低压类;其指3KV以下(不包括3kV系列的产品)的氧化锌避雷器系列产品,大致可划分为1kV、0.5kV、0.38kV、0.22kV四个电压等级。

    2.按标称放电电流分

    氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、1.5kA五类。

    3.按用途分

    氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、和变压器中性点氧化锌避雷器,Um为系统标准电压的1.05-1.10倍) 而在通报发布与新标准修订的过渡阶段,对中性点非接地系统的氧化锌避雷器额定电压、持续运行电压的选择提出了如下设计规则:   额定电压在参考SiC避雷器灭弧电压设计基础上乘以1.2-1.3倍,持续运行电压为系统运行最高线电压。这样各种电压等级电容器用避雷器的额定电压数据如下:

    6kV额定电压(型号为Y5WR-10/27):

    上述基本数据由于没有统一标准,避雷器厂家及使用单位在设计制造中会有出入。

    3 贯彻2000年版新标准,安全、合理地对避雷器进行选型的现实性

    在我国2000年新标准中(GB11032-2000),额定电压的选择上述1.2-1.3倍原则得到了认可,但持续运行电压的选择则出现了新规定:从反映避雷器使用寿命的参数1.5Un//U1mA作为参考值选择(设计)避雷器持续运行电压。以国内避雷器的设计、制造水平,一般?值为80[%],故持续运行电压选择为额定电压的0.8倍。这一点我们从伏安曲线的小电流区上看,是有根据的。

    这样,在实践中根据具体条件进行模拟计算或按经验惯例对避雷器进行选型时,应考虑单相接地运行1h的过电压水平。但用户中的技术协议甚至电力设计院图纸中出现了许多与上述值有细微差别的额定电压值,我认为是不必要的(如10kV中出现16.5kV、16.7kV等)。理由是实际设计避雷器过程中,额定电压值在伏-安曲线中是在小电流区里面,均小于U1mAAC值,追求细微之差在实际避雷器设计中得不到实现;另外从下面论述可知,按照新国标要求选择才能在许可过电压下安全使用(这是指不接地系统)。

    4 按2000年版新标准中非接地系统氧化锌避雷器选型的科学性

    4.1 额定电压的选择应按施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值选择、设计,此时能在所规定的动作负载试验中确定的暂态过电压下正确地工作。持续运行电压的选择必须是允许持久地施加于避雷器端子间的有效值。此时工频放电电压要足够高,以免在被保护设备的绝缘能耐受不需保护的操作过电压下动作,延长使用寿命,且必须考虑到我国现阶段制造氧化锌避雷器的荷电率与残压的实际水平。

    4.2凡是工频电压升高较严重的处所或是设备绝缘试验电压较高的条件所允许,就应选择较高的氧化锌避雷器额定电压。工频参考电压的选择应等于或大于额定电压。这两点在新国标要求中都较好地满足,下面计算也可发现是满足过电压要求的。国标要求,要保证单相接地运行2h不动作。最严重情况是当单相接地与甩负荷同时发生,此时理论计算可能出现的最大过电压为1.99倍,则选取的氧化锌避雷器容许持续运行电压UC(有效值)如下:

    国标按荷电率为0.8选取额定电压(即Ur≈1.25 UC),均满足要求。如果按躲开概率较高的弧光接地和谐振过电压,则额定电压应满足: 再按=0.8选择持续运行电压,也满足要求。

    综上所述,避雷器选型问题的主要难点是确定暂时过电压的范围问题,既要保证在较高的操作过电压及大气过电压下安全、可*地动作,又要保证在暂时过电压下阀片不动作。现阶段避雷器的选型和设计必须保证2h单相接地时出现的系统最高过电压氧化锌避雷器不动作,否则氧化锌避雷器会出现热崩溃甚至爆炸事故。故在不接地系统中按照新要求选择是合适的。但在经消弧线圈接地的电容器装置中,接地过电压会低许多,这时可根据实际模拟计算选择较低的额定电压及持续运行电压使氧化锌避雷器在较低的操作过电压下动作,保护电容器装置,但如果不方便模拟,也可按不接地系统选择,因电容器极对地绝缘已考虑能满足单相接地2h要求。在小于额定电压下工作,避雷器不动作也不会导致过电压损害电容器装置。

    总之,这是由于氧化锌阀片不带串联间隙直接串联,导致氧化锌避雷器电阻片不能承受甚至超过1.99倍的过电压,导致以SiC灭弧电压作为参考选择的氧化锌避雷器额定电压不能满足要求,必然要升高才能保证避雷器安全工作,如没有实际模拟数据,以国家标准精神中体现的推荐值较合适,因为它满足了极限要求。

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