避雷器结构特点及特性试验课件.ppt
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- 避雷器 结构 特点 特性 试验 课件
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1、123避雷器的作用避雷器的作用用途:用途:限制过电压(限制过电压(雷电和操作雷电和操作)保护设备免受过电压的绝缘损坏(保护设备免受过电压的绝缘损坏(限压限压)绝缘配合的基础绝缘配合的基础发展:发展:间隙间隙管型避雷器管型避雷器碳化硅碳化硅氧化锌氧化锌 有间隙有间隙无间隙无间隙 无间隙金属氧化物避雷器无间隙金属氧化物避雷器4基基本本要要求求具有具有良好的伏秒特性良好的伏秒特性,以易于实现合理,以易于实现合理的绝缘配合。的绝缘配合。应有较强的应有较强的绝缘强度自恢复能力绝缘强度自恢复能力,以利,以利于快速切断工频续流,使电力系统得以于快速切断工频续流,使电力系统得以继续运行。继续运行。56 灭弧电
2、压:灭弧电压:工频电流第一次过零后间隙所能承受的工频电流第一次过零后间隙所能承受的不至于引起电弧重燃的最大工频电压。不至于引起电弧重燃的最大工频电压。灭弧电压越高,避雷器性能越好。灭弧电压越高,避雷器性能越好。要求避雷器具有很强的绝缘强度自恢复能力,在工要求避雷器具有很强的绝缘强度自恢复能力,在工频续流第一次过零时熄弧,不再重燃。频续流第一次过零时熄弧,不再重燃。7工作原理(非线性特性工作原理(非线性特性)氧化锌电阻片是避雷器芯体的核心,氧化锌电阻片是避雷器芯体的核心,当作用在避雷器上的电当作用在避雷器上的电压达到动作电压时,压达到动作电压时,电阻片的阻抗急剧减小,处于大电流导通状电阻片的阻抗
3、急剧减小,处于大电流导通状态,从而快速泄放过电压能量并将其两端的过电压限制在一定水态,从而快速泄放过电压能量并将其两端的过电压限制在一定水平,以保护设备的绝缘;在过电压冲击波过后,电阻片会即刻恢平,以保护设备的绝缘;在过电压冲击波过后,电阻片会即刻恢复到原高阻状态。复到原高阻状态。避雷器用电阻片的形状分为避雷器用电阻片的形状分为饼状和环状饼状和环状。8 电阻片是由电阻片是由氧化锌(氧化锌(ZnOZnO)和少量添加剂)和少量添加剂充分混合、研磨充分混合、研磨和搅拌,经喷雾造粒、压制成形,再高温烧制而成。和搅拌,经喷雾造粒、压制成形,再高温烧制而成。微观结构:微观结构:ZnO晶粒(直径大晶粒(直径
4、大约约10m)是低电阻率介质,在)是低电阻率介质,在其表层即晶界层(约其表层即晶界层(约0.1m厚)厚)是高电阻率。两者紧密连接。是高电阻率。两者紧密连接。工作原理:工作原理:低电场区低电场区(势垒)、(势垒)、中电场区中电场区和和高电场区高电场区(隧道效(隧道效应),实现非线性特性,应),实现非线性特性,其非其非线性系数约为线性系数约为0.015-0.05 910避雷器的类型避雷器的类型1.1.按用途分类按用途分类 按场合:按场合:电站用、电站用、配电配电用、线路用。用、线路用。按保护对象:按保护对象:并并联电联电容器容器用、用、变压器中性点变压器中性点用、用、发电机发电机用、用、电动机电动
5、机用和发用和发电机中电机中性点性点用等。用等。1.1 1.1电站用电站用 用以限制作用在用以限制作用在3 31000kV1000kV变电站设备上变电站设备上操作和雷电操作和雷电过电压。过电压。1.2 1.2配电用配电用 用以限制作用在用以限制作用在3 320kV20kV配电设施,主要是配电变压器、分段开配电设施,主要是配电变压器、分段开关、刀闸及电缆头的关、刀闸及电缆头的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的相对地过电压的相对地过电压。11避雷器的类型避雷器的类型1.1.按用途分类按用途分类 1.3 1.3并联电容器用并联电容器用 用以限制投切电容器
6、组时可能产生的过电压,用以限制投切电容器组时可能产生的过电压,用于不同容量和用于不同容量和电压等级电容器组的避雷器,其能量吸收能力有不同的要求。电压等级电容器组的避雷器,其能量吸收能力有不同的要求。1.41.4发电机用发电机用 用以限制作用在发电机的用以限制作用在发电机的雷电过电压和除谐振过电压以外的相雷电过电压和除谐振过电压以外的相对地过电压对地过电压,并可限制升压变的传递过电压。,并可限制升压变的传递过电压。1.51.5电动机用电动机用 用以限制用以限制3 310kV10kV投切投切电动机时的电动机时的操作过电压操作过电压。12避雷器的类型避雷器的类型1.1.按用途分类按用途分类 1.6
7、1.6发电机中性点用发电机中性点用 用以限制发电机中性点的用以限制发电机中性点的雷电侵入波过电压雷电侵入波过电压,同时对发电机整,同时对发电机整个绝缘也有一定的保护作用。在正常运行工况下,作用在避雷器上个绝缘也有一定的保护作用。在正常运行工况下,作用在避雷器上的电压很低。的电压很低。1.71.7变压器中性点用变压器中性点用 主要用以主要用以限制限制中性点为中性点为分级绝缘的变压器分级绝缘的变压器(包括中性点接有低(包括中性点接有低于其设备绝缘水平的设备,如消弧线圈)雷电过电压,在正常运行于其设备绝缘水平的设备,如消弧线圈)雷电过电压,在正常运行工况下,作用在避雷器上的电压很低。工况下,作用在避
8、雷器上的电压很低。13避雷器的类型避雷器的类型2.2.按结构分类按结构分类 分为分为无间隙无间隙避雷器和避雷器和有间隙有间隙避雷器。避雷器。2.12.1无间隙无间隙 具有具有结构简单结构简单、保护特性平坦保护特性平坦、安装安装方便和方便和运行检测运行检测方便等优方便等优点。点。2.2 2.2有间隙有间隙 线路防雷用避雷器线路防雷用避雷器(减少避雷器和老化和运维减少避雷器和老化和运维);谐振过电压多发的地方谐振过电压多发的地方(早期早期);限制限制110110220kV220kV敞开式变电站多重雷过电压用。敞开式变电站多重雷过电压用。14避雷器的类型避雷器的类型3.3.按外绝缘材质按外绝缘材质
9、分为绝缘外套避雷器和罐式避雷器。分为绝缘外套避雷器和罐式避雷器。3.13.1绝缘外套绝缘外套 瓷外套:突出优点是瓷外套:突出优点是抗老化抗老化性能和性能和抗弯抗弯的机械强度。的机械强度。复合外套:复合外套:耐污耐污性能高、体积小、重量轻和不易破碎等优点。性能高、体积小、重量轻和不易破碎等优点。3.2 3.2有间隙有间隙 金属罐式避雷器是金属罐式避雷器是GISGIS的配套设备的配套设备;为为单体单体结构结构,没有外绝缘和没有外绝缘和污秽问题。污秽问题。1515瓷套式避雷器瓷套式避雷器 复合外套式避雷器复合外套式避雷器 金属罐式避雷器金属罐式避雷器 1617产品型式:产品型式:Y-Y-金属氧金属氧
10、化物避雷化物避雷器器外套类型:外套类型:H-H-复合外套,复合外套,其他外套不其他外套不表示表示标称放电标称放电电流电流(kA)(kA)结构特征:结构特征:W-W-无间隙,无间隙,C-C-带串联带串联间隙间隙保护类型:保护类型:S-S-配电,配电,R-R-电容器,电容器,T-T-电铁,电铁,Z Z或无或无-电站,电站,X-X-线路,线路,F-SF6F-SF6组合电器组合电器设计序号:设计序号:以数字表以数字表示示避雷器额避雷器额定电压定电压标称放电标称放电电流下的电流下的残压残压附加特征代号:附加特征代号:A-A-爬电比爬电比距距25mm/Kv25mm/Kv,B-B-爬电比距爬电比距31mm/
11、kV31mm/kV,J-J-绝缘子间隙,绝缘子间隙,K-K-空气间隙,空气间隙,S-S-三相。三相。181.1.额定电压额定电压 避雷器两端之间允许施加的避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值最大工频电压有效值。相当相当于有间隙碳化硅避雷器的灭弧电压于有间隙碳化硅避雷器的灭弧电压。它是避雷器各种特性的。它是避雷器各种特性的基准参数。基准参数。2.2.起始动作电压起始动作电压(参考电压参考电压)以通过以通过1mA1mA工频电流阻性分量峰值或直流幅值时的避雷工频电流阻性分量峰值或直流幅值时的避雷器两端电压峰值器两端电压峰值U1mAU1mA定义为起始动作电压定义为起始动作电压。193.3.持续运
12、行电压持续运行电压 它是指在运行中允许长期施加于避雷器两端的工频电压它是指在运行中允许长期施加于避雷器两端的工频电压有效值有效值。它表征了。它表征了MOAMOA对长期作用的工频电压耐受能力。对长期作用的工频电压耐受能力。选择选择MOAMOA持续运行电压持续运行电压U U时应满足:时应满足:3-10kV 3-10kV系统:系统:Uc1.1Um;Uc1.1Um;35-66kV 35-66kV系统:系统:UcUmUcUm 式中式中:Um-:Um-系统最高运行线电压,为系统标称电压的系统最高运行线电压,为系统标称电压的1.151.15倍倍。电压等级电压等级中性点有效接地中性点有效接地系统系统中性点非有
13、效接地系统中性点非有效接地系统10s以上切除故障10s及以内切除故障320kV/Uc1.1 UmUcUm/3566kV/UcUm110kV及以上UcUm/205.5.工频耐受伏秒特性工频耐受伏秒特性 考核氧化锌避雷器对工频过电压的耐受能力。对中性点非直考核氧化锌避雷器对工频过电压的耐受能力。对中性点非直接接地系统,氧化锌避雷器在下列时间内耐受相应的工频过电压倍接接地系统,氧化锌避雷器在下列时间内耐受相应的工频过电压倍数:数:1.2Um 1000s1.2Um 1000s 1.3Um 100s 1.3Um 100s 1.4Um 1s 1.4Um 1s4.4.压比压比 氧化锌避雷器通过波形为氧化锌避
14、雷器通过波形为8/20us8/20us的额定冲击放电电流时的残压的额定冲击放电电流时的残压与起始动作电压与起始动作电压(参考电压参考电压)之比。压比越小,说明通过冲击大电流之比。压比越小,说明通过冲击大电流时的残压越低,氧化锌避雷器的保护性能越好。时的残压越低,氧化锌避雷器的保护性能越好。216.6.最大残压最大残压 在避雷器所允许最大陡波冲击电流、雷电冲击电流及在避雷器所允许最大陡波冲击电流、雷电冲击电流及操作冲击电流下避雷器两端电压,它是表征避雷器保护水操作冲击电流下避雷器两端电压,它是表征避雷器保护水平的重要参数。平的重要参数。7.7.荷电率荷电率 它是指长期施加在它是指长期施加在MOA
15、MOA上的持续工作电压峰值与上的持续工作电压峰值与其工频参考电压的比值。它是影响其工频参考电压的比值。它是影响MOAMOA的老化性能和的老化性能和保护水平的一项重要参数。保护水平的一项重要参数。22绝缘电阻测量测量绝缘电阻测量测量1.1.对被试避雷器充分放电。对被试避雷器充分放电。2.2.避雷器为两节时的试验方法:避雷器为两节时的试验方法:当拆除一次连接线时,可以分别对上、下两节避雷器进当拆除一次连接线时,可以分别对上、下两节避雷器进行试验,接线如下图中图行试验,接线如下图中图a a和图和图b b。当不拆开一次连线时(避雷器顶部接地),试验接线见当不拆开一次连线时(避雷器顶部接地),试验接线见
16、下图中图下图中图c c和图和图d d。避雷器为三节及以上时,在试验时一般不。避雷器为三节及以上时,在试验时一般不用拆开一次引线,试验时把避雷器顶部接地,试验接线可参用拆开一次引线,试验时把避雷器顶部接地,试验接线可参照下图执行:照下图执行:23a 测量上节测量上节 b 测量下节测量下节 c 测量上节测量上节 d 测量下节测量下节 e 测量底座测量底座243.3.测量底座的绝缘电阻时,断开避雷器底座与计数器连接点,测量底座的绝缘电阻时,断开避雷器底座与计数器连接点,试验接线见上图中图试验接线见上图中图e e。4.4.用接地线对避雷器的两极充分放电。用接地线对避雷器的两极充分放电。注意事项注意事项
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