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    認識避雷器—電力系統重要的一次保護元件

    時間:2022/1/1  查看次數:3248

    避雷器是維持電力系統穩定運行的重要保護裝置,能有效防止雷電大氣過電壓對電力設備的損傷。避雷器從結構形式上講,可分為金屬氧化物避雷器、閥式避雷器、管形避雷器、磁吹避雷器等。

    1、閥式避雷器

    閥式避雷器主要由封閉在瓷套中、相互串聯的火花間隔及非線性電阻構成,火花間隙能在遇到過電壓時被擊穿放電,在正常運行的工頻電壓下起著將電源與非線性電阻相互隔斷的作用。非線性電阻在過電壓時能吸收過電壓能量以限制放電電壓下的殘壓,和起著限制工頻續流的作用。其基本工作元件是疊裝于密封瓷套內的火花間隙和碳化硅閥片(電壓等級高的避雷器產品具有多節瓷套)。

    碳化硅閥片是以碳化硅為主體,加入適量比例其它添加劑后壓緊、燒結形成的非線性電阻體,外形似圓餅狀。碳化硅閥片的主要作用是吸收過電壓能量,利用其電阻的非線性特性,在高電壓大電流下作用下其電阻值大幅度下降,得以限制放電電流通過自身的壓降和限制續流幅值,與火花間隙協同作用熄滅續流電弧。

    非線性電阻在正常工作狀態下對工頻電流的電阻非常大,因而可以使電力系統正常運行時的工頻電流被隔斷;當遇到雷電時,在過電壓作用下電阻值迅速變小,使得雷電流暢通流入大地。雷電流經過后,其電阻值又自動恢復到原來的較大值。將跟隨而來的工頻續流限制在較小范圍之內,對被保護設備起到防雷保護作用,也是使電網恢復正常。

    碳化硅避雷器按結構不同,又分為普通閥式和磁吹閥式兩類。后者利用磁場驅動電弧來提高滅弧性能,從而增強其保護性能。

    碳化硅避雷器在90年代以前,曾廣泛應用于我國的發配電系統、高壓輸變電系統,但在金屬氧化物避雷器推廣后,迅速被淘汰;目前世界上還有一些不發達的小國家,例如非洲的克麥隆、伊朗、亞洲的朝鮮等國家還在少量使用。

    碳化硅閥式避雷器的試驗:

    碳化硅閥式避雷器試驗項目主要有:絕緣電阻測量、運行電壓下的泄漏電流這兩項。

    2、管形避雷器

    管型避雷器是一種具有較高熄弧能力的保護間隙,一般由兩個以上串聯間隙組成,一個間隙在大氣中,稱為外間隙,作用是隔離工作電壓,避免產氣管被流經管子的工頻泄露電流所燒壞;另一個裝設在氣管內,稱為內間隙或者滅弧間隙,管型避雷器的滅弧能力與工頻續流的大小有關。

    管型避雷器的伏秒特性較陡且放電分散性較大,而一般電力變壓器和其它高壓電氣設備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平,二者不能很好配合;管型避雷器動作后工作母線直接接地形成截波,對變壓器縱絕緣不利。此外,其放電特性受大氣條件影響較大,因此管型避雷器現在基本已淘汰不用。

    3、金屬氧化物避雷器(氧化鋅避雷器)

    氧化鋅避雷器是七十年代發展起來的一種新型避雷器,由于其優良的保護特性,在現代電力系統中廣泛使用,它主要由氧化鋅壓敏電阻構成。每一塊壓敏電阻穩定的開關電壓(叫壓敏電壓),在正常的工作電壓下壓敏電阻值很大,相當于絕緣狀態,但在沖擊過電壓作用下,壓敏電阻呈低值被擊穿,相當于短路狀態;當高于壓敏電壓的外部過電壓消失后,其又恢復高阻狀態。

     

    氧化鋅避雷器是具有優良的保護性能和大氣過電壓限制能力。氧化鋅具有良好的非線性伏安特性,其在正常工作電壓時流過避雷器的電流極。ㄎ不蚝涟布墸;當過電壓作用時,電阻急劇下降,泄放過電壓的能量,達到保護的效果。這種避雷器和傳統的避雷器的差異是它沒有放電間隙,利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用。

    氧化鋅避雷器從結構上分為無間隙氧化鋅避雷器、有間隙氧化鋅避雷器;有間隙氧化鋅避雷器又可分為帶外間隙和帶內間隙的兩種;其試驗方法按其結構來說是完全不同的,如果錯誤地進行了試驗,有可能將氧化鋅避雷器損壞。

    下圖所示為35kV及以下輸電線路上常用的一種帶外間隙的氧化鋅避雷器;

    一般來說,有間隙氧化鋅避雷器應進行的試驗項目為:絕緣電阻測量、工頻放電電壓測試,其中試驗項目是工頻放電電壓測試。

    無間隙氧化鋅避雷器試驗項目通常為:絕緣電阻測量、工頻參考電壓和持續電流、直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流。

     

     

     
     

     

       
     

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