变电站避雷器原理及参数

1、变电站避雷器原理及参数一、氧化锌避雷器的定义： 金属氧化锌避雷器（MOA）是一种过电压保护装置，它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。其阀片以氧化锌为主要原料，并配以其它金属氧化物，所以又称为氧化锌（Zno）避雷器。 二、氧化锌避雷器的工作原理： 在额定电压下，流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下，相当于绝缘体。因此，它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。此后，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因

2、此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。三、结构： 一般220kV等级的氧化锌避雷器采用2串、110kV采用1串。氧化锌避雷器底部与底座绝缘*的是绝缘瓷套（有采用一个大瓷套或采用四各小瓷套）。氧化锌避雷器内部有一导线从底部引出至大地，当中串联一只泄漏电流表，以监视避雷器阀片绝缘情况。避雷器屏蔽线接于避雷器瓷套的最后一级裙边上，用一导线连接大地，作用是使瓷套表面电导电流不进入泄漏电流表，使泄漏电流表测量更加精确。四、最常见异常分析及处理： 1、泄漏电流表为零。可能引起该现象的原因有：表计指示失灵；屏蔽线将电流表短接。处理方法为： （1）用手轻拍表计看是否卡死，无法恢复时，应添报缺单，修理或更换。

3、 （2）用令克棒将屏蔽线与避雷器导电部分相碰之处挑开，既可恢复正常。 2、泄漏电流表指示偏大：根据历史数据进行分析，如发现表计打足，应判断避雷器有问题，应立即汇报调度，将避雷器退出运行，请检修检查。 3、避雷器瓷套管破裂放电。在工频情况下，避雷器的瓷套管用于保证避雷器必要的绝缘水平，如果瓷套管发生破裂放电，则将成为电力系统的事故隐患。此种情况，应及时停用、更换。 4、避雷器内部有放电声。在工频情况下，避雷器内部是没有电流通过的。因此，不应有任何声音。若运行中避雷器内有异常声音，则认为避雷器损坏失去作用，而且可能会引发单相接地。这种情况，应立即汇报调度，将避雷器退出运行，予以调换。五、氧化锌避雷

4、器现场泄漏电流的意义：在现场我们见到的氧化锌避雷器的泄漏电流是全电流I，其主要由阻性电流IR和容性电流IC及外绝缘泄漏电流I0组成，在正常交流电压下，其大小一般为： IR：几十微安；IC：几百微安；主要为容性电流，阻性电流约为10%-20%。1、当氧化锌避雷器受潮时，IR 、IC 、I0均上升，导致全电流I上升，因此全电流法对避雷器的受潮故障相当灵敏。同时测试也很简单，我们通常通过避雷器上装设的全电流在线检测装置（泄露电流）测试避雷器正常运行时泄漏全电流。2、当氧化锌避雷器出现内部老化或击穿故障的前兆时，其阻性电流IR上升，容性电流IC及外绝缘泄漏电流I0均不变，由于IR通常比容性电流IC小一

5、个数量级，因此现场装设的全电流在线检测装置数值并不会有显著的提高，因此我们一般通过测试直流1mA（U1mA）电压及0.75 U1mA下的阻性泄漏电流，对其进行评估，但缺点是要停电进行。3、当氧化锌避雷器出现内部接触不良故障时，其其阻性电流IR下降，同样由于其占全电流的比率很小，现场泄漏电流数值反映不灵敏。4、避雷器带电测试能检测避雷器全电流、能更准确反映MOA运行状况，全电流的变化可以反映MOA的严重受潮、内部元件接触不良、阀片严重老化，而阻性电流的变化对阀片初期老化的反应较灵敏。六、氧化锌避雷器的型号及其意义1、具体说明 Y 表 示 瓷 套 式 金 属 氧 化 物 避 雷 器 YH （ HY

6、 ） 表 示 复 合 外 套 金 属 氧 化 物 避 雷 器结 构 特 征2、W后的其他字母：表示保护对象： Z：电站型（大多不标） F: 用于保护GIS设备和SF6设备 R:用于保护电容器组 S:用于配电系统 X:用于保护线路T:电气化铁路3、使用特征 W表示防污型 G表示高原型 TH表示湿热带地区用举例：YH10W-100/248W 标示复合外套金属氧化锌避雷器，无 间 隙 、 防污型、 电 站 型。额 定 电 压为100kV 、 标 称 放 电 电 流 下 残 压 248kV标称放电电流10 kA4 、避雷器常用参数说明避雷器额定电压（有效值）（kV）灭弧电压）： 施加到避雷器端子间最大

7、允许工频电压有限值。 它不等于系统的标称电压。110kV主变中性点避雷器额定电压一般为72.5kV 电力行业标准DL/T620-1997中规定110kv有效接地系统，中性点无间隙金属氧化物的额定电压是0.57Um，其中Um是最高运行线电压，110kV对应的是126kV。 110kV系统额定电压一般为100kV（小部分为102、108 kV）35kV系统额定电压一般为51kV（极少部分为52.7/54 kV）10kV系统额定电压一般为17kV避雷器持续运行电压： 加于避雷器两端允许持续运行的工频电压有效值。一般相当于避雷器额定电压75%-80%110kV系统，额定电压为100kV持续电压为78

8、kV 110kV主变中性点系统，额定电压为72kV持续电压为58 kV，额定电压为73kV持续电压为59 kV 额定电压为55kV Y1W-55/125持续电压为41 kV Y1.5W-55/125持续电压为44 kV（西瓷）35kV系统，额定电压为51kV持续电压为40.8 kV（金冠为41kV)10kV系统 ，额定电压为17kV 大都持续电压为13.8 kV（西瓷金冠为13.6kV) 工频参考电压避雷器在工频参考参考电流下测出的峰值除2。工频参考电压一般见试验报告，应避雷器的额定电压值。直流参考电压避雷器在直流参考电流下的电压，直流参考电流国内一般取1mA 。直流1mA参考电压值一般不小于

9、避雷器额定电压的峰值。 110kV系统，额定电压为100kV直流1mA参考电压值一般145 kV110kV主变中性点系统，对于额定电压为72kV，主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般103 kV额定电压为73kV，主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般105 kV额定电压为55kV，Y1W-55/125主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般78 kV Y1.5W-55/125直流1mA参考电压值一般85 kV（西瓷）35kV系统，额定电压为51kV直流1mA参考电压值一般73 kV10kV系统，YH5WS-17/50kV，直流1mA参考电压值一般25kVYH5W-17/45kV，直流1

10、mA参考电压值一般24 kV，、避雷器雷电冲击电流下残压雷电冲击残压 标称放电电压（见避雷器铭牌）YH10W-100/248W 雷电冲击残压248 kV操作冲击电流下残压110kV系统，YH10W-100/260 操作冲击电流下残压值一般221 kV，YH10W-100/248W 操作冲击电流下残压值一般211 kV110kV主变中性点系统，对于YH1.5W-72/186kV，主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般174 kVYH1.5W-73/145 kV 主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般136 kVYH1.5W-55/125 kV 主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般116

11、kVY1W-55/125 kV 主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般119 kV35kV系统，对于YH5W-51/134kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般114 kV10kV系统，对于YH5WS-17/50kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般42.5kVYH5W-17/45kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般38.35kV陡波冲击电流下残压110kV系统，YH10W-100/260 陡波冲击电流下残压值一般291kV110kV系统，YH10W-100/245 陡波冲击电流下残压值一般285kV对于主变中性点、35 kV/110 kV 无陡波冲击电压标称放电电流避雷器将袭入线路的雷电流限制

12、在20KA或10KA甚至5KA以下，然后再让这些过滤下来的雷电流通过避雷器，这个电流就是避雷器的标称放电电流。标称放电电流用来划分避雷器等级的波形为8/20 的雷电冲击电流峰值。按照我国标准规定：避雷器的标称放电电流按不同的电压等级分别为20，10，5，2.5，1.5，1kA（现在很少使用）共6级对于系统标称电压为66110 kV 系统标称放电电流一般选5kA， 对雷电活动特别强烈地区，重要变电所、进线保护不完善或进线耐雷水平达不到规定时，标称放电电流可选10kA（现在一般选10kA）对变压器中性点一般选用1.5 kA（我司有几个变电站选用1W,须安排更换）系统标称电压设备最高电压是指设备所能

13、承受的电压（绝缘强度），系统标称电压指设备所在系统的电压等级吧 设备最高电压要大于系统标称电压，一般为系统电压1.2倍对于系统的标称电压为10 kV, 电气设备的最高电压为12 kV，系统的标称电压为66 kV, 电气设备的最高电压为72.5 kV，系统的标称电压为110 kV, 电气设备的最高电压为126 Y10W-100/260 Y10W-100/260系统的标称电压为110 kVY5WZ-51/134 Y5WZ-52/134 系统的标称电压为35 kVY1W-55/125 Y1W-73/176 系统的标称电压为66kV( 现在有时标110 kV)Y5WR-17/45 YH5WS-17/5

14、0 系统的标称电压为10 kV0.75倍直流参考电压下泄电流值及方波通流容量0.75倍直流参考电压下泄电流值不应大于50A，不同厂家差别很大河南金冠 YH10W-100/248 2ms方波通流容量1000A 西瓷600A，广州华盛 600/800YH1.5W-743/145 2ms方波通流容量600A 西瓷400A5、避雷器其他参数 避雷器的放电电流 避雷器动作时通过避雷器的冲击电流。 避雷器的标称放电电流 用来划分避雷器等级的、具有8/20s波形的放电电流峰值。 避雷器的操作冲击电流 视在波前时间大于30s而小于100s、视在半峰值时间约为视在波前时间两倍的冲击电流。 避雷器操作冲击电流(3

15、0100s内)的最大残压，电压波形为250/2500s时，避雷器操作冲击残压试验电流值见表3。 表3操作冲击残压试验电流值 避雷等级 避雷器使用场合 避雷器额定电压(kV，有效值) 操作冲击电流值(A，峰值) 10 电站用避雷器 90216 125及500 5 并联补偿电容器用避雷器 590 125及500 5 电站用避雷器 584 250 5 电站用避雷器 90108 125及500 5 配电用避雷器 517 100 1.5 变压器中性点用避雷器 60207 500 河南金冠 YH10W-100/248 操作冲击电流500A YH1.5W-74/145 操作冲击电流500A广州华盛也是500

16、A 避雷器的持续电流 在持续运行电压下流过避雷器的电流。 对于110 kV系统 300A注：持续电流由阻性和容性分量组成，可随温度和杂散电容的影响而变化。因此，试品的持续电流可不同于整只避雷器的持续电流。持续电流可用有效值或峰值表示。 避雷器的工频参考电流 用于确定避雷器工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值。工频参考电流应足够大，使杂散电容对所测的避雷器和元件(包括设计的均压系统)的参考电压的影响可以忽略，该值由制造厂规定。注：工频参考电流与避雷器的标称放电电流及(或)线路放电等级有关，对单柱避雷器，通常在120 mA范围内。 在工频电流波形因电压极性而不对称情况下，应以较大极性的电流来确定参考电流。 避雷器的直流参考电流 直流参考电流用于确定避雷器直流参考电压，直流参考电流通常为15mA。 国内一般取1mA七、运行中110kV及以上MOA阻性电流及全电流的正常值范围序号厂 家电压等级（kV）型 号阻性电流