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文档简介

1、避雷器结构及原理资料避雷器结构及原理资料第1页避雷器作用当雷电过电压沿架空线路侵入变配电所或其它建筑物内时,将发生闪络,甚至将电气设备绝缘击穿。所以,假如在电气设备电源进线端并联一个保护设备即避雷器,如图1,当过电压值到达要求动作电压时,避雷器马上动作,流过电荷,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避雷器又快速恢复原状,以确保系统正常供电 。避雷器结构及原理资料第2页避雷器作用 图1避雷器连接避雷器结构及原理资料第3页避雷器保护作用基于三个前提:1、伏秒特征与被保护绝缘伏秒特征有良好配合2、确保其残压低于被保护绝缘冲击电气强度3、被保护绝缘必须处于该避雷器保护距离之内避雷器要求:1、正

2、常运行时不放电,过电压时放电正确动作2、放电后要有自恢复功效避雷器结构及原理资料第4页连续运行电压:即允许长久工作电压。它应等于或大于系统最高相电压。额定电压(kV):即允许短时最大工频电压(灭弧电压)。避雷器能在此工频电压下动作放电并熄弧,但不能在此电压下长久运行。它是避雷器特征和结构基础参数,也是设计依据。工频耐受伏秒特征:表明氧化锌避雷器在要求条件下,耐受过电压能力。标称放电电流(kA):用于划分避雷器等级放电电流峰值。220 kV及以下系统不应超出5 kA残压:是指避雷器在冲击电流作用下,避雷器两端所产生电压 也能够了解为避雷器两端所能承受最高电压值 避雷器相关参数避雷器结构及原理资料

3、第5页常见避雷器形式有阀式、管式、保护间隙和金属氧化物等。(1) 阀式避雷器阀式避雷器主要分为普通阀式避雷器和磁吹阀式避雷器两大类。普通阀式避雷器有FS和FZ两种系列;磁吹阀式避雷器有FCD和FCZ两种系列。阀式避雷器型号中符号含义以下:F阀式避雷器;S配(变)电作用;Z电站用;Y线路用;D旋转电机用;C含有磁吹放电间隙。避雷器分类及结构避雷器结构及原理资料第6页 阀式避雷器主要由平板火花间隙与碳化硅电阻片(阀片)串联而成,装在密封瓷管内,外壳有接线螺栓供安装用。避雷器中碳化硅电阻含有非线性特征,在正常电压时其阻值很大,过电压时其阻值随之变小。避雷器结构及原理资料第7页 阀式避雷器在正常工频电

4、压作用下火花间隙不被击穿,但在雷电波过电压下,避雷器火花间隙被击穿;碳化硅电阻阻值随之变得很小,雷电波巨大雷电流顺利地经过电阻流入大地中,电阻阀片对尾随雷电流而来工频电压展现了很大电阻,从而工频电流被火花间隙阻断,线路恢复正常运行。由此可见,电阻阀片和火花间隙亲密配合使避雷器很像一个阀门,对于雷电流“阀门”打开,对于工频电流“阀门”则关闭,故称之为阀式避雷器。避雷器结构及原理资料第8页 FS系列阀式避雷器结构如图2(a)示,此系列避雷器阀片直径较小,通流容量较低,普通用于保护变配电设备和线路。FZ系列阀式避雷器结构如图2(b)示,此系列避雷器阀片直径较大,且火花间隙并联了含有非线性碳化硅电阻,

5、通流容量较大,普通用于保护35 kV及以上大、中型工厂中总降压变电所电气设备。避雷器结构及原理资料第9页图2阀式避雷器结构(a) FS-10 阀式避雷器;(b) FZ-10 阀式避雷器避雷器结构及原理资料第10页 磁吹阀式避雷器(FCD型)内部附有磁 装置来加速火花间隙中电弧熄灭,专门用来保护主要或绝缘较为微弱设备,如高压电动机等。避雷器结构及原理资料第11页(2) 保护间隙和管式避雷器 保护间隙是最简单防雷设备,其原理结构如图3所示。保护间隙普通用镀锌圆钢制成,由主间隙和辅助间隙两个别组成。主间隙做成角形,水平安装,方便灭弧。为了预防主间隙被外来物体短路而引发误动作,在主间隙下方串联有辅助间

6、隙。因为保护间隙灭弧能力弱,普通要求与自动重合闸装置配合使用,以提升供电可靠性。避雷器结构及原理资料第12页图3保护间隙避雷器结构及原理资料第13页 管式避雷器基础元件是安装在产气管内火花间隙,间隙由棒型和环型电极组成,如图4所表示。管式避雷器由灭弧管内间隙和外间隙组成。灭弧管普通用纤维胶木等能在高温下产生气体材料制成。当雷电波过电压来暂时,管式避雷器内、外间隙被击穿,雷电流经过接地线泄入大地。接踵而来工频电流产生强烈电弧,电弧燃烧管壁并产生大量气体从管口喷出,很快地吹灭电弧。同时外部间隙恢复绝缘,使灭弧管或避雷器与系统隔开,系统恢复正常运行。避雷器结构及原理资料第14页图4管式避雷器避雷器结

7、构及原理资料第15页因管式避雷器是靠工频电流产生气体而灭弧,假如开断短路电流过大,产气过多超出灭弧管机械强度时,会使其开裂或爆炸,所以管式避雷器通常见于户外。避雷器结构及原理资料第16页(3) 金属氧化物避雷器1)无间隙金属氧化物避雷器(亦称压敏避雷器)是20世纪70年代开始出现一个新型避雷器。与传统碳化硅阀式避雷器相比,无间隙金属氧化物避雷器没有火花间隙,且用氧化锌(ZnO)代替碳化硅(SiC),在结构上采取压敏电阻制成阀片叠装而成,该阀片含有优异非线性伏安特征:工频电压下,它展现极大电阻,有效地抑制工频电流;而在雷电波过电压下,它又展现极小电阻,能很好地泄放雷电流。避雷器结构及原理资料第1

8、7页 金属氧化物避雷器含有保护特征好、通流能力强、残压低、体积小、安装方便等优点。当前金属氧化物避雷器已广泛地用于高、低压电气设备保护。 氧化锌避雷器铭牌型号字母含义 比如HY5WS-17/50L:H-表示复合绝缘外套;Y-表示金属氧化锌避雷器;5-表示冲击放电电流为5KA;W-表示无间隙;S-表示配电型;17表示避雷器额定电压为17KV;50表示避雷器残压为50KV;L-表示带脱离装置氧化锌避雷器。避雷器结构及原理资料第18页 2)有串联间隙型金属氧化物(氧化锌)避雷器是在复合外套金属氧化物避雷器内电阻片与一间隙件串联组成;间隙件是在一瓷环内装有两个碟形电极。适合用于中性点非有效接地系统中

9、,当系统发生单相接地故障或弧光接地时,可能产生比较严重暂态过电压,且连续时间较长,无间隙氧化锌避雷器难于承受此种过电压,而有串联间隙氧化锌避雷器克服了上述缺点,在单相接地和较低幅值弧光接地过电压下,串联间隙不动作,使避雷器与系统隔离;在高于上述过电压下,间隙放电,氧化锌阀片优异伏安特征限制了避雷器两端残压,且经过避雷器续流值很小,极易切断,对变压器绝缘提供可靠保护。 避雷器结构及原理资料第19页 - - G-高原地域,W-耐污型 标称电流下最大雷电冲击残压 额定电压 设计序号 S-配电,Z-电站,R-保护电容器用 结构特征:W-无间隙,C-有串联 间隙,B-有并联间隙 避雷器标称放电电流(kA) Y-氧化锌避雷器,YH-有机复合外套 金属氧化物避雷器避雷器铭牌含义避雷器结构及原理资料第20页避雷器试验项目及标准(1)测量绝缘电阻。采取2500V及以上兆欧表,35kV及以上,不低于2500M;35kV及以下,不低于1000M。 (2)测量直流1mA电压及该电压75%值时泄漏电流。对避雷器施加直流电压,伴随电压升高泄漏电流逐步增大,当电流值到达1mA时记下电压值,然后将电压降到该电压值75%并记下泄漏电流,其值不应大于5

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