避雷器种类与参数讲义

1、避雷器种类与参数讲义 1. 1、避雷器的工作原理 工作原理： 避雷器实质上是一种过电压限制器，并联连接在被保护 设备附近。 避雷器保护作用原理如图所示。避雷器的击穿电压要比 被保护设备的低。当过电压波沿线路入侵并超过避雷器的放 电电压时，避雷器首先放电把入侵波导入大地，限制了作用 于设备上的过电压数值，从而保护了设备绝缘免遭击穿破坏。 当入侵波消失后，避雷器应能自行恢复绝缘能力，以免造成 工频接地短路事故。 避雷器避雷器 被保护设备被保护设备 过电压波 2. 一、避雷器重要参数 （1）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与时间的关系， 即恢复到原来绝缘强度的快慢。 （2）伏秒特性：指电压与时间

2、的对应关系。 伏秒特性曲线是指在冲击电压波形一定的前提下，绝缘的 冲击放电电压与相应的放电时间的关系曲线。 3. （1）避雷器的伏秒特性的上限不得 高于电气设备的伏秒特性的下限。 避雷器的伏秒特性避雷器的伏秒特性 电气设备的最高工频电压电气设备的最高工频电压 电气设备的伏秒特性电气设备的伏秒特性 2、避雷器的基本要求 4. 3 3、电力避雷器按放电类型分类：、电力避雷器按放电类型分类： 辅助间隙的作用：为防止主间隙被外物短接而造 成接地短路事故。 主间隙采用角形， 使工频续流电弧在自身电动力 和热气流的作用下，易于上升被拉长而自行熄灭。 (1)保护间隙 主间隙主间隙 辅助辅助 间隙间隙 由主间

3、隙和辅助间隙构成。 保护间隙，管式避雷器、阀型避雷器，氧化锌避 雷器。 5. 等效电路 主间隙主间隙 辅助间隙辅助间隙 1 1圆钢；圆钢； 2 2主间隙；主间隙； 3 3辅助间隙；辅助间隙； 4 4被保护物；被保护物； 5 5保护间隙保护间隙 在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的，并且绝缘强度低于所保护线路 的绝缘水平，因此，当线路遭到雷击时，保护间隙首先因过电压而被击穿， 将大量雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而起到保护线路和电气设 备的作用。 6. 保护间隙的优点：结构简单、造价低。 缺点：1、伏秒特性曲线比较陡，与被保护设备的绝缘配合不理想； 2、同时放电时会产生截波，对有线圈的设备

4、造成危害。 3、弧灭能力差。 因此保护间隙主要用于10kV以下的配电线路中。 7. （2）管型避雷器 管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它 由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，其工 作就是隔离工作电压，避免产气管被流经管子的工频泄露电流 所烧坏；另一个装设在气管内，称为内间隙或者灭弧间隙，原 理结构见下图 ： 8. 管式避雷器的缺点： （1）一般变压器和其他设备绝缘的冲击放电伏秒特性较 平，二者不能很好配合； （2）管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波，对 变压器纵绝缘不利。 其放电特性受大气条件影响较大，因此管型避雷器目前只用 于线路保护。 9. (2) 阀型

5、避雷器 1)结构： 由放电间隙和非线形电阻阀片组成，并密封在瓷管内。 放电间隙是由若干个标准单个放电间隙（间隙电容）串联 而成，并联一组均压电阻。 10. 等效电路 间隙电容间隙电容均压电阻均压电阻 阀片电阻阀片电阻 火 花 间 隙 组 阀 片 火 花 间 隙 组 11. 0 U R 阀电阻特性阀电阻特性 阀片电阻的伏安特性曲线 12. (4) 氧化锌避雷器(应用最广） 1) 构造 阀片由微小氧化锌晶粒为主要材料，加入一些金属氧 化粉 ，经过加工成氧化锌电阻片。 2）伏安特性 氧化锌电阻在实际应用中最为重要的性能指标是伏安 特性，如图所示，该特性可大致划分为三个工作区:即小电 流区、限压工作区

6、和过载区。 13. 小电流区，阀片中电流很小，呈现出高阻状态。 限压工作区，阀片中流过的电流较大，特性曲线平坦，压敏 电阻发挥对过电压的限压作用。 过载区，阀片中流过的电流很大，特性曲线迅速上翘，电阻 显著增大，限压功能恶化，阀片出现电流过载。 14. 2) 氧化锌避雷器特点 电阻片具有非线性，正常工作电 压下，只有微安级电阻性电流流过， 避雷器的电阻非常大，泄漏电流非常 小；在过电压时避雷器的电阻非常小， 大电流泄得越快越好；残压低，动作 快，安全可靠。 15. 1、避雷器的工作原理 避雷器 被保护设 备 接地体 采用避雷器来限制雷电过电压或者操作过电压，将电流分入大地。 16. 氧化锌避雷

7、器优点： (1)优异的保护性能。MOA具有很好的非线性特性。 (2)大的通流能力。具有良好的吸收雷击过电压和暂 态过电压的能力。 (3)较高的运行可靠性。 正常的工作状态下接近 绝缘状态，工频续流仅 为微安级，能量释放快 速恢复高阻状态，运行 可靠性高，抗污秽能力 强。 ZnOZnO、SiCSiC和理想避雷器伏安特性曲线的比较和理想避雷器伏安特性曲线的比较 17. 图图2-27 2-27 复合外套复合外套ZnOZnO避雷器整体结构示意图避雷器整体结构示意图 1-1-硅橡胶裙套；硅橡胶裙套；2-2-金属端头；金属端头；3-ZnO3-ZnO阀片阀片 4-4-高分子填充材料；高分子填充材料；5-5-一环氧玻璃钢芯棒；一环氧玻璃钢芯棒； 6-6-吊环；吊环；7-7-环氧玻璃钢筒；环氧玻璃钢筒；8-8-法兰法兰 18. (MOA)。 氧化锌避雷器由一个或并联的 两个非线性电阻片叠合圆柱构 成。它根据电压等级由多节组 成，35110kV氧化锌是单节 的，220kV氧化锌是两节的， 500kV氧化锌是三节的，而 750kV氧化锌则是四节的。 19. 500kV500kV变电站变电站 20. 氧化锌避雷器的电气特性参数