避雷器原理及运行维护

1、避雷器原理及运行维护电力系统过电压 过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。可分为内部过电压和雷电过电压两大类。 1）内部过电压内部过电压是由于电力系统内的开关操作、发生故障或其他原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部出现电磁振荡而引起的过电压。 内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。内部过电压一般不会超过系统正常运行时相电压的34倍，因此对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。 2）雷电过电压 雷电过电压又称大气过电压或外部过电压，它是由于电力系统内的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1亿

2、伏，其电流幅值可高达几十万安，供电系统的危害极大。 避雷器与避雷元器件避雷器与避雷元器件 避雷器，又叫做过电压限制器，它的作用是把已侵避雷器，又叫做过电压限制器，它的作用是把已侵人电力线、信号传输线的雷电高电压限制在一定范围之人电力线、信号传输线的雷电高电压限制在一定范围之内，保证用电设备不被高电压冲击击穿。常用的避雷器内，保证用电设备不被高电压冲击击穿。常用的避雷器种类繁多，但归纳起来可分为种类繁多，但归纳起来可分为为四大类为四大类:(1)阀型阀型;(2)放电放电间隙型间隙型;(3)高通滤波型高通滤波型;(4)半导体型。根据用途半导体型。根据用途分分为两大为两大类，即类，即电力避雷器和电信避

3、雷器。电力避雷器和电信避雷器。避雷器的基本要求避雷器的基本要求1、电力避雷器：、电力避雷器： 用在电力输配线路上限制操作引起的内部用在电力输配线路上限制操作引起的内部过电压或雷电过电压的装置。过电压或雷电过电压的装置。2、一般工作原理：、一般工作原理： 当作用电压超过电力避雷器的放电电压时，当作用电压超过电力避雷器的放电电压时，避雷器即先避雷器即先放电放电，限制了过电压；放电体结束，限制了过电压；放电体结束，绝缘强度能自己恢复绝缘强度能自己恢复，保证电力设备正常运作。，保证电力设备正常运作。避雷器的作用o避雷器在正常工作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，相当于一个绝缘体，当遭受过电压的时候，

4、避雷器阻值急剧减小，使流过避雷器的电流可瞬间增大到数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而有效地限制了过电压对输变电设备的侵害。o防雷器在纳秒内导通，将脉冲电压短路于地泄放，后又恢复为高阻状态，从而不影响用户设备的供电。设备n当电网由于雷击出现瞬时脉冲电压时，防雷器在纳秒内导通 。（1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。（2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束）工频续流：指雷电压或过电压放电结束 ，但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频短路接地电流。短路接地电流。（3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强

5、度）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。与时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。（4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零后，零后， 间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最大工频电压，又称电弧电压。的最大工频电压，又称电弧电压。3、电力避雷器的涉及的几个指标、电力避雷器的涉及的几个指标4、对电力避雷器的基本要求、对电力避雷器的基本要求（1）避雷器的伏秒特性的上）避雷器的伏秒特性的上限不得高于电气设备的伏特限不得高于电气设备的伏特特性的下限。特性的下限。（2）要求避雷器间隙绝）要

6、求避雷器间隙绝缘强度的恢复程度高于避缘强度的恢复程度高于避雷器上恢复电压的增长程雷器上恢复电压的增长程度。度。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绝缘强度恢复低于绝缘强度恢复低于绝缘强度恢复高于绝缘强度恢复高于避雷器恢复电压避雷器恢复电压工频电压工频电压5、电力避雷器按放电类型分类：、电力避雷器按放电类型分类： 保护间隙，排气式避雷器、阀型避雷器，保护间隙，排气式避雷器、阀型避雷器，氧化锌避雷器。氧化锌避雷器。（3）辅助间隙的作用：为防止主间隙被外物）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短接而造成接

7、地短路事故（2）主间隙采用角形，）主间隙采用角形， 使工频续流电弧在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。拉长而自行熄灭。1、结构：常见面形保护间隙避雷器、结构：常见面形保护间隙避雷器6.1.2 保护间隙保护间隙主间隙主间隙辅助辅助间隙间隙（1）由主间隙和辅助间隙构成。）由主间隙和辅助间隙构成。610kV系列 o610kV系列系列 610kV系列系列o常见实物如下常见实物如下 几种几种 35kV系列系列 o常见的实物66110kV系列实物如下氧化锌避雷器o金属氧化物避雷器(MOA)是用来保护电力系统中各种电气设备免受过电压损

8、坏的电气产品。由于氧化锌电阻片具有十分优良的非线性伏安特性，如图所示，再正常的工作电压下，仅有几百微安的电流通过，因而可设计成无间隙结构，这就使其具有尺寸小、重量轻、保护性能好的特征。当过电压侵入时，流过电阻片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，通过接地线释放过电压能量。此后氧化锌电阻片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作氧化锌避雷器优点o结构简单，造价低廉，性能稳定o在雷电过电压下动作后，无工频续流，是通过避雷器的能量大为减少，从而延长工作寿命o氧化锌阀片通流能力大，提高了避雷器的动作负载能力和电流耐受能力o无串联间隙，可直接将阀片置于六氟化硫组合电器中或充油设备中 避雷器的持续运行电压避

9、雷器的持续运行电压是指允许长期连续施加再避雷器是指允许长期连续施加再避雷器两端的工频电压有效值。基本上与系统的最大相电压两端的工频电压有效值。基本上与系统的最大相电压相当（系统最大运行线电压除以根号相当（系统最大运行线电压除以根号3），），540/1.732=311.8kV324kV 避雷器的额定电压避雷器的额定电压即避雷器两端之间允许施加的最大工即避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值。正常工作时能够承受暂时过电压，并频电压有效值。正常工作时能够承受暂时过电压，并保持特性不变，不发生热崩溃。保持特性不变，不发生热崩溃。 避雷器的残压避雷器的残压是指放电电流通过避雷器时，其端子间所是指放电

10、电流通过避雷器时，其端子间所呈现的电压呈现的电压 。 避雷器运行参数避雷器运行参数避雷器运行参数o冲击电流耐受特性冲击电流耐受特性是避雷器耐受雷电和操作波电流的能力，它包括以下三个部分1.标称冲击电流耐受特性：8/20s电流波，电流幅值为该避雷器的标称放电电流，此特性相当于耐受雷电过电压的能力。2.长持续时间冲击电流耐受特性：将充了电的长线路模型向避雷器放电，形成20003200s的方波电流。该特性相当于耐受最严重的操作过电压能力3.大冲击电流耐受特性：4/10s冲击电流，电流幅值为65kA或40kA，此特性相当于耐受大幅值短波雷电流的能力避雷器型号避雷器具体参数避雷器均压环o110kV等级上

11、一般使用均压环，他的目的主要是改变瓷式绝缘子片间的电压分布，使靠近导线侧的绝缘子电压降低，从而达到起始电晕电压之下，不至于发生电晕变高侧避雷器避雷器运行监测器o避雷器在线监测器是串联工作在避雷器下面用来记录避雷器动作次数和监测避雷器泄露电流的一种装置。在线监测器测量出来的是流过MOA的总电流，其中包括有功电流及容性电流，而容性电流再设计寿命期内是不变的，所以，可近似地把读数增加情况看成是电流有功分量幅值的增加。 避雷器运行监测器避雷器常见故障o避雷器受潮电力系统中避雷器受潮引起泄露电流增加或内部闪络事故最为常见避雷器受潮的主要原因是密封不良或组装避雷器过程中带进水分。在运行电压和环境温度的作用

12、下阀片内水分蒸干于阀片外侧和瓷套内壁，引起沿面闪络。避雷器常见故障o氧化锌避雷器电压分布不均，导致电阻片老化 500kV避雷器整体较高，必须采取均压措施。目前生产厂家虽然采用加均压电容和均压环来均匀整体电位分布，但因设计中缺乏正确的计算和验证，仍有可能因电位分布不均导致避雷器部分阀片老化而退出运行。避雷器的日常维护运行o瓷套无裂纹、破损及放电现象，表面有无严重污秽。o法兰、底座瓷套有无破裂。o均压环有无松动、锈蚀、倾斜、断裂。o避雷器内部有无响声。o与避雷器连接的导线及接地引下线有无烧伤痕迹或烧断、断股现象，接地端子是否牢固。o避雷器动作记录的指示数是否有改变（即判断避雷器是否动作），泄漏电流

13、是否正常（即判断避雷器内部是否正常），动作记录器连接线是否牢固，动作记录器内部（罩内）有无积水。避雷器的日常维护运行项目项目现象现象原因分析原因分析泄漏电流泄漏电流读数异常读数异常增大增大1、内部受潮（增大较大，已到警戒区域，或出、内部受潮（增大较大，已到警戒区域，或出现顶表，应申请停电）现顶表，应申请停电）注：应综合气候、环境及历史数据，并结合红外测温注：应综合气候、环境及历史数据，并结合红外测温图像分析图像分析读数降低读数降低甚至为甚至为01、支持底座瓷瓶过度脏污或天气潮湿，使表面、支持底座瓷瓶过度脏污或天气潮湿，使表面泄漏电流增大，造成分流加大，使读数降低泄漏电流增大，造成分流加大，使读数降低 2、引下线松脱或电流表内部损坏、引下线松脱或电流表内部损坏3、表计指针卡涩（可拍打看能否恢复）、表计指针卡涩（可拍打看能否恢复）动作次数动作次数动作次数动作次数增加增加遭受过电压，避雷器动作遭受过电压，避雷器动作监测器外监测器