无间隙避雷器选择的一般程序资料

1、无间隙避雷器选择的一般程序a）按照使用地区的气温、海拔、风速、污秽和地震等环境条件，确定避雷器的使用条件。b）根据被保护对象选择避雷器的类型。c）按照系统中长期作用在避雷器上的最高电压确定避雷器的持续运行电压。d）估算避雷器安装点的暂时过电压的幅值和持续时间，选择避雷器的额定电压，并与工频电压耐受时间特性进行校核。e）估算通过避雷器的雷电放电电流幅值，选择避雷器的 标称放电电流。f）估算通过避雷器的操作冲击电流和能量，选择避雷器的线路放电等级、方波冲击试验电流幅值以及能量吸收能力。g）根据被保护设备的额定雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压，按照绝 缘配合的要求，确定避雷器 雷电冲击保护水平 和

2、操作冲击保护水平。h）按照避雷器安装处的最大故障电流，选择避雷器的 压力释放等级。i）按照避雷器安装处的污秽情况，选择避雷器外套的 爬电比距。在外绝缘 选择中，要考虑设备外绝缘与海拔高度的关系。j）安装避雷器安装处的引线拉力、风速和地震条件，选择避雷器的机械强 度。k）当避雷器不能满足绝缘配合的要求时，可以采取以下一种或几种办法予以改进：调整避雷器的位置；选择保护性能较好的避雷器；适当降低避 雷器的额定电压；增加避雷器的台数等。i无间隙避雷器特性参数和选择1 持续运行电压（ Uc） 允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。 为了保证避雷器的使用寿命，长期作用在避雷器上的电压不得超过避 雷

3、器的持续运行电压，以免引起电阻片的过热和热崩溃。Uc 一般相当于额定电压的 75%80%.中性点直接接地系统中，接在相对地的无间隙避雷器，其持续运行电 压应不低于系统的最高工作相电压（也符合额定电压的75%80%.）2 额定电压（ Ur ）施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，按照此电压所设计 的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。 它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统标称电压。在相同的系统标称电压下，避雷器的额定电压选得越高，在运行中通 过避雷器的漏电流越小，对减轻避雷器的劣化有利，可以提高运行的可靠 性。但另一方面，避雷器的额定电压高了，残

4、压也相应地增高了，在同样 的绝缘水平下，保护裕度会降低，这两方面是矛盾的。一般考虑的原则是： 只要满足保护绝缘配合系数，避雷器的额定电压可以选得高一些。a）中性点直接接地系统的额定电压（ Ur）在中性点直接接地系统中，单相接地故障在10s及以内切除，可以只考 虑单相接地时非故障相的电压升高和部分甩负荷、长线效应引起的暂时过 电压。额定电压可以等于或大于暂时过电压。b）中性点非直接接地系统的额定电压（UJ在中性点非直接接地系统中，如果单相接地故障在10s及以内切除，也 可以应用以上原则。如果单相接地故障在10s以上切除，额定电压还应乘上一个系数k.Ur> k Ut式中：k切除单相接地故障时

5、间系数；10s及以内切除，k= 1.010s以上切除，k= 1.251.3（k= 1.25主要用于保护并联补偿电容器及其他绝缘较弱设备的避雷器）Ut暂时过电压（kV）表1暂时过电压Ut推荐值kV（有效值）接地方式非直接接地系统直接接地系统系统标称电压32035 66110220330500母线侧线路侧Ut1.1 UmUm1.4 Um/V 31.3 Um/ V 31.4 Um/V 3表2避雷器额定电压Ur推荐值kV（有效值）接地方式非直接接地系统及小阻抗接地系统直接接地系统10s及以内切除故障10s以上切除故障系统 标称 电压36102035663610203566110220330500母线侧

6、线路 侧母线侧线路侧Ur481326427251017345496102204300312420444C）保护发电机用避雷器的额定电压（Ur）保护发电机用避雷器的额定电压按1.25倍发电机额定电压选择。表3保护发电机用避雷器的额定电压Ur建议值kV（有效值）发电机额定电压3.156.310.513.815.751820222426Ur4813.217.52022.52527.53032.5d）中性点用避雷器的额定电压（Ur）变压器中性点用避雷器的额定电压（Ur）变压器中性点用避雷器的额定电压，一般直接接地系统不低于系统最高工作相电压，非直接接地系统不低于系统最高工作电压。表4变压器中性点用避雷

7、器的额定电压Ur建议值 kV（有效值）中性点绝缘水平全绝缘分级绝缘系统标称电压3566110220330500Ur51967214484（ 210）102备注：括号中数使用于中性点150kV等级绝缘发电机中性点用避雷器的额定电压（Ur）发电机中性点用避雷器的额定电压，一般按发电机额定相电压1.25倍选择。表4发电机中性点用避雷器的额定电压 Ur建议值kV（有效值）发电机额定电压3.156.310.513.815.751820222426Ur2.44.88.010.512.013.715.016.018.019.03避雷器保护水平与绝缘配合（残压的选取）避雷器的保护水平是电力系统过电压保护和绝缘

8、配合中的一项基本参数。a）雷电过电压的保护水平无间隙金属氧化物避雷器的保护水平完全由它的残压决定。避雷器雷过电压的保护水平是下列两项数值的较高者：陡波冲击电流下最大残压除以 1.15； 标称放电电流下最大残压。陡波冲击电流下最大残压除以 1.15 的规定，是认为变压器类电器的 油浸绝缘所具有的陡波电流残压的耐受强度，要比标称放电电流下残压 的耐受强度高 15以上，其他类型的绝缘，如旋转电机、干式变压器、 电缆及 GIS 中的绝缘，有不同的系数。b) 操作过电压保护水平 它是操作冲击电流下的最大残压。避雷器的操作冲击电流残压试验所用冲击电流的波头时间为30g100Q,其电流幅值按避雷器的不同标

9、称放电电流系列、不同类型以及不同额定电压分别规定了不同的数值。 这个操作冲击电流值只用于避雷器的操作冲击残压试验，并不要求在长 持续时间冲击电流耐受试验中也要达到这一数值。c) 配合系数 按贯用法衡量绝缘配合的裕度时，设备的绝缘水平与避雷器的保护水平之间应有裕度，称之为配合系数 ks,其数值为被保护设备的绝缘水 平除以避雷器的保护水平。按 GB 311.1 的规定：雷电过电压的配合系数：中性点避雷器ks>1.25避雷器非紧靠保护设备ks >1.4操作过电压的配合系数ks >1.15对于 330kV 和 500kV 变电所、带电缆段的变电所和气体绝缘变电 所(GIS)的配合系数

10、，必要时可以通过模拟计算对绝缘配合状态进行 校核，也可以用统计法求出变电所的危险概率。4 参考电压工频参考电压 工频参考电压是避雷器在工频电流下(由制造厂确定)测出避雷器 的工频电压最大峰值除以"2。这一数值应不低于避雷器的额定电 压值。在 GB 11032-2010中以及国外避雷器的产品型录中，一般都 不列出这一数值，但在出厂试验报告中应给出测量值。直流参考电压 直流参考电压是避雷器在直流参考电流下测出的避雷器上的电压。 直流参考电流的数值，由制造厂规定。 国内一般都采用1mA，直流 1mA 参考 电 压 一般 不 小 于 避 雷 器 额 定电 压 的 峰值 。 在 GB 1103

11、2-2010也给出了相应的最低值。5 工频耐受时间特性 这个特性是表明避雷器在运行中，吸收了规定的操作过电压能量以后， 耐受暂时过电压的能力。避雷器可耐受数值等于额定电压的暂时过电压10s。如果暂时过电压的时间短了，可以耐受的数值就可以高，反之就可 能低。因此，必要时，如果暂时过电压的幅值高于或低于避雷器额定电 压，而其作用时间短于或长于 10s,可以用工频电压耐受时间特性曲线 校核。各个制造厂的避雷器工频电压耐受时间特性曲线是不同的，所以 必须用制造厂提供的曲线来校核。6 能量吸收能力避雷器的能量吸收能力包括操作冲击（长持续电流冲击）与大电流冲击 两个方面。一般认为对高压系统的避雷器，操作冲

12、击对能量吸收的要求 较严酷。大电流则由于残压较高，电阻片侧面容易发生闪络。a） 长持续电流冲击吸收能力 无间隙金属氧化物避雷器（特别是用在高压和超高压中性点直接接 地系统中）应具有在下列操作过电压下吸收操作冲击电流能量的能 力：空载线路合闸（重合闸） ； 空载变压器和并联电抗器分闸； 线路对非故障分闸和振荡解列； 投切并联电容器组中性点非直接接地系统的弧光接地。 线路放电耐受能力对 10kA 和 20kA 等级避雷器和 5kA 等级避雷器（额定电压 90kV 及以 上）避雷器，为了考验避雷器在实际运行条件下承受线路上所储存的过电 压能量的能力， GB 11032-2010参照 IEC 标准作了

13、线路放电试验的规定。避雷器在操作过电压中吸收的能量，按照 GB 11032-2010 操作冲击动 作负载试验规定，每次试验均需加两次长持续时间电流冲击，两次之间时 间很短（5060，实际上是绝热过程，因此避雷器吸收能量的能力是两 次冲击能量之和。GB 11032-2010规定， 110kV 及以上系统用避雷器（不包括中性点避雷 器）均要进行该项试验，试验参数可以分为五个等级，见表5。表5避雷器线路放电试验参数避雷器等级线路放电等级线路波阻抗ZQ峰值的视在持续时间Tg s充电电压UlkV (d.c.)5 kA14.9Ur2 0003.2Ur10 kA10 kA22.4Ur2 0003.2Ur10

14、 kA31.3Ur2 4002.8Ur10 kA40.8Ur2 8002.6Ur20 kA20 kA50.5Ur3 2002.4Ur注：Ur为试品额定电压，单位为：kV （有效值）。注1 :上表中等级15与逐级增高的放电要求相对应。合适的放电等级的选择是以系统要求为依据，见附录E。注2 :试验回路波阻抗与表 7规定的线路波阻抗的偏差应不大于土10%。注3:对于10kA等级无线路放电等级要求的避雷器，长持续电流耐受值由供需双方协商确定。方波冲击电流能力对1.5 kA和2.5kA等级避雷器和5kA等级（额定电压90kV以下）避雷器，不要求进行输电线路特性规定的线路放电试验，但避雷器在雷电过电压或部

15、分操作过电压动作后，系统的电容、电感中存储的能量仍会向避雷器释放。因此要根据避雷器的类型及使用情况进行幅值50A600A的2000 Q的方波冲击电流试验，具体要求见表6表6避雷器长持续时间电流冲击（方波冲击电流）试验要求避雷器等级避雷器使用场合避雷器额定电压 kV （有效值）电流冲击2 000 g s方波电流A （峰值）5 kA发电机用避雷器425400电站用避雷器55115084 90400电气化铁道用避雷器42 84400并联补偿电容器用避雷器590._ _ a400配电用避雷器517752.5 kA电动机用避雷器4 13.52001.5 kA电机中性点用避雷器2.4 15.2200变压器

16、中性点用避雷器60 207400低压用避雷器0.28 0.5050如有更咼要求，由供需双方协商。b）大电流冲击耐受能力GB 11032规定，对无间隙避雷器电阻片进行大电流冲击耐受抽样试 验，这是考虑在接近避雷器安装点处，遭受直击雷或发生反击时，通过避 雷器的雷电流将较大。电阻片在这种大电流冲击下，不应有击穿或闪络等 破坏。在动作负载试验中，也要施加大电流冲击，由于避雷器承受大电流 的几率较少，所以只施加两次，耐受试验数值见表 7。表7 大电流冲击耐受试验要求避雷器的等级电流峰值4/10, kA20 000 A10010 000 A1005 000 A652 500 A251 500 A10注:

17、根据运行条件电流峰值可以取其它值（较低或较咼）7避雷器标称放电电流66kV220 kV系统一般选用5kA，在雷电活动特别强的地区、 重要的变电所、进线保护不完善或进线段耐雷水平达不到规定 时，可以选10kA。330 kV系统一般选用10kA ;500 kV系统一般选用10kA20kA ;35kV及以下系统虽然不是全线架设避雷线，但从技术经济比较 考虑，有一定的设备绝缘损坏危险率是可以接受的，按照避雷 器类型的使用条件，标称放电电流可选用 5 kA、2.5 kA、1.5 kA等级，见表8。近雷区一般不作为选择标称放电电流的依据，但避雷器应该具有足够的大电流冲击耐受能力。表8 避雷器分类标准标称放

18、电电流20 000A10 000A5 000A2 500A1 500A额定电压Ur( kVrms)360 V Urw7563w Urw468Ur < 132Ur w 36Urw 207备注电站用避雷 器 线路避雷器电站用避雷 器 线路避雷器电气化铁道 用避雷器电站用避雷器 线路避雷器 发电机用避雷器配电用避雷器 并联补偿电容器用避 雷器 电气化铁道用避雷器电动机 用避雷 器电机中性点 用避雷器 变压器中性 点用避雷器 低压避雷器注：中国通常按用途分类，表 1给出中国通常避雷器分类，供避雷器设计和用户选型参考使用。8压力释放要求在避雷器内部故障时，通过避雷器的故障电流不致引起避雷器外套的严

19、重爆炸，避雷器所能耐受的短路电流应大于避雷器安装处的最大短路电流，并按此选定避雷器的压力释放等级。在选择压力释放电流等级时，一般可以参考安装处10年内系统发展可能达到的最大短路电流(周期分量)有效值。表9压力释放试验的电流值避雷器等级=标称放电电流额定短路电流Is降低的短路电流± 10%持续时间为1sa的小短路电流20 000 或 10 00080 00050 00025 000600± 20020 000 或 10 00063 00025 00012 000600± 20020 000 或 10 00050 00025 00012 000600± 20

20、020 000 或 10 00040 00025 00012 000600± 2001120 000 或 10 00031 50012 0006 000600± 20020 000、10 000、或 5 00020 00012 0006 000600± 20010 000 或 5 00016 0006 0003 000600± 20010 000、5 000、2 500 或 1 50010 0006 0003 000600± 20010 000、5 000、2 500 或 1 5005 0003 0001 500600± 200注1:

21、对于同种类型避雷器，如果按表12已经证明一种额定电流是合格，要证明较高的额定电流是合格的，只需 在新的额定值进行试验。任何外推只能将额定短路电流上升两级。注2:如果一种新型的避雷器要求证明高于本表所列的额定电流值是合格的，应该在其建议的额定电流、50%额定电流和25%额定电流下进行试验。注3:对于同种类型避雷器，如果按表12已经证明一种额定电流是合格，则可认为它已通过了任何低于此额定电 流的其他额定电流试验。a对于将安装于谐振接地或中性点不接地系统的避雷器，经由供需双方达成协议后，可将试验持续时间增加超过1s,直至30 min，这时小短路电流应当降低至 50A± 20A。对于这类特殊

22、的试验，其试验样品及验收的判据应通 过供需双方协商确定。9避雷器外绝缘和耐污秽要求对于正常试验条件的避雷器，避雷器外套所承受的雷电流冲击水平不 得低于1.2倍的标称放电电流下的残压值。在避雷器安装处的海拔高度超过1000m,或地震烈度在7度以上，最大 风速超过35m/s以及覆冰厚度超过2cm时，应与制造厂协商，对避雷器外 绝缘及机械强度重新核算。根据避雷器安装地区的污秽情况，避雷器外套的最小公称爬电比距应 符合以下要求：I级轻污秽地区17 mm/kV;H级中等污秽地区20 mm/kV;皿级重污秽地区25 mm/kV;W级特重污秽地区31 mm/kV。皿级及以上重污秽地区用避雷器应做污秽试验， 污秽等级划