避雷器讲义课件

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一、避雷器简介1.1雷电流的特点第2页/共41页1.2、防雷装置的分类1.避雷针：防止雷电直击于电气设备和建筑物，主要用于厂房、变电站的保护。

2.避雷线：防止雷电直击于电气设备和建筑物，主要用于输电线路的保护。3.避雷器：由于雷电的绕击、反击等，幅值可达100-200万伏的大气过电压可能沿输电线入侵变电站，危机电气设备。

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1.3、避雷器定义：1、避雷器的定义:一种过电压限制器。当过电压出现时，避雷器两端子间的电压不超过规定值，使电气设备免受过电压损坏，过电压过后，又能使系统迅速恢复正常状态。无间隙金属氧化物避雷器：由非线性金属氧化物电阻片串联或并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器（MetalOxideSurgeArresters简称MOA）2、避雷器的作用：限制过电压以保护电气设备。第4页/共41页

1.4、避雷器的类型和发展历史以及优缺点

避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。1、保护间隙

结构简单，价格低廉，便于自制，但性能较差，一般常用于电压不高且不太重要的线路上或农村线路上。主要缺点:保护间隙的熄灭电弧能力较差，往往不能自行熄灭，将引起断路器的跳闸，这样，虽限制了过电压，保护了设备，但将造成线路跳闸事故，这是保护间隙的主要缺点。第5页/共41页2、管型避雷器

结构复杂，常用于10KV配电线路上，作为变压器、开关、电容器、电缆头等电气设备的防雷保护。适用于工频电网容量小、线路长、短路电流不在而雷电活动又很强而且频繁的农村或山区。

主要缺点:管型避雷器的主要缺点为：伏秒特性较陡且放电分散性较大，而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；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（保护间隙也有上述缺点）；此外，其放电特性受大气条件影响较大。第6页/共41页3、阀型避雷器

结构复杂，常用于3～550kV电气线路、变配电设备、电动机、开关等的防雷。适用于交直流电网，不受容量、线路长短、短路电流的限制，工业系统中的变配电所，电器设备及线路都能使用。阀型避雷器分为普通型和磁吹型两类，普通型没有采取强迫熄弧的措施，阀片的热容量有限，不能承受较长持续时间的内过电压冲击电流的作用。

磁吹型利用磁吹电弧来强迫熄弧，其单个间隙的熄弧能力较高，能在较高恢复电压下切断较大的工频续流，其冲击放电电压和残压较低，保护性能较好。但其阀片的热容量不够大，只能尚可考虑用作限制内过电压的备用措施。

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4、氧化锌避雷器

一种新型避雷器，无放电延时，大气过电压工作后无工频续流，可经受多重雷击，残压低，通流量大，体积小，重量轻，运行维护简单，常用于0.25～550KV电气系统及电气设备的防雷及过电压保护，也适用于低压侧的过电压保护。与碳化硅避雷器相比，氧化锌避雷器除了有较理想的非线性伏安特性外其主要优点是：无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大等；（内部电阻片）而复合绝缘的氧化锌避雷器（尤其液体硅橡胶作为外绝缘）具有高耐污性能、耐电蚀、抗老化、抗电弧能力强、体积小、重量轻、全密封、散热性能好、防止电阻片老化、机械强度高、抗震性能好、耐碰撞等性能，运行可以免维护。第8页/共41页金属氧化物避雷器（MOA）型号表示方法第9页/共41页复合外套金属氧化物避雷器型号表示方法第10页/共41页配电型：保护相应电压等级的配电变压器、开关柜、箱式变、电缆头、柱上少油开关等配电设备免收大气和操作过电压损坏。电站型：保护发电厂、变电站的交流电气设备免受大气过电压和操作过电压损坏。电容器型：抑制真空开关或少油开关投切电容器组产生的重燃过电压，保护电容器组免受操作过电压损坏。各类型避雷器的用途第11页/共41页二、避雷器的工作原理2.1、氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌(znO)避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器它主要由氧化锌压敏电阻构成.每一块压敏从制成时就有它的一定开关电压叫压敏电阻在正常的工作电压即小于压敏电压时压敏电阻值很大相当于绝缘状态但在冲击电压作用下大于压敏电压压敏电阻呈低值被击穿相当于短路状态然而压敏电阻被击状态是可以恢复的当高于压敏电压的电压撤销后它又恢复了高阻状态因此在电力线上如安装氧化锌避雷器后当雷击时雷电波的高电压使压敏电阻击穿雷电流通过压敏电阻流入大地使电源线上的电压控制在安全范围内从而保护了电器设备的安全。第12页/共41页

第13页/共41页复合绝缘的氧化锌避雷器伞裙氧化锌避雷器结构示意图第14页/共41页

三、避雷器的技术参数

3.1避雷器的额定电压

施加到避雷器端子间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，但它不等于系统额定电压。避雷器的持续运行电压在运行中允许持久地施加在避雷器端子上的工频电压有效值。3.2避雷器的额定频率能使用该避雷器的电力系统的频率。第15页/共41页3.3避雷器的持续电流

在持续运行电压下流过避雷器的电流。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。3.4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：①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1～20mA范围内。②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。第16页/共41页3.5避雷器的工频参考电压在工频参考电流下测出的避雷器上的工频电压最大峰值除以。多元件串联组成的避雷器的参考电压是每个元件参考电压之和。注：参考电压的测量对正确选择动作负载试验的试品是必须的。3.6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1～20mA。3.7避雷器的直流参考电压

在直流参考电流下测出的避雷器上的电压。3.8避雷器的残压

放电电流通过避雷器时其端子间的最大电压值。第17页/共41页

四、避雷器的试验项目和试验标准

4.1避雷器的试验项目、周期和要求（GB50150-2006）1、测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻；2、测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流；3、测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流；

4、检查放电记数器动作情况及监视电流表指示；

5、工频放电电压试验。第18页/共41页4.2绝缘电阻测量1、35kV以上电压：用5000V兆欧表，绝缘电阻不小于2500MΩ；2、35kV及以下电压：用2500V兆欧表，绝缘电阻不小于1000MΩ；3、低压（1kV以下）：用500V兆欧表，绝缘电阻不小于2MΩ；4、基座绝缘电阻不低于5MΩ；第19页/共41页1、金属氧化物避雷器对应于工频参考电流下的工频参考电压，整支或分节进行的测试值，应符合《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032或产品技术条件的规定；2、测量金属氧化物避雷器在避雷器持续运行电压下的持续电流，其阻性电流或总电流值应符合产品技术条件的规定。注：金属氧化物避雷器持续运行电压值参见现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032。4.3工频参考电压和持续电流第20页/共41页4.4直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流1、金属氧化物避雷器对应于直流参考电流下的直流参考电压，整支或分节进行的测试值，不应低于现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032规定值，并符合产品技术条件的规定。实测值与制造厂规定值比较，变化不应大于±5%。2、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流值不应大于50μA，或符合产品技术条件的规定。

3、试验时若整流回路中的波纹系数大于1.5%时，应加装滤波电容器，可为0.01～0.1μF，试验电压应在高压侧测量。第21页/共41页4.5工频放电电压试验1、工频放电电压，应符合产品技术条件的规定；

2、工频放电电压试验时，放电后应快速切除电源，切断电源时间不大于0.5s，过流保护动作电流控制在0.2～0.7A。第22页/共41页五、金属氧化物避雷器的试验项目、周期和要求（DL/T596-1996）1、绝缘电阻2、直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流

3、运行电压下的交流泄漏电流4、工频参考电流下的工频参考电压5、检查放电计数器动作情况第23页/共41页5.1绝缘电阻1、周期：1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季节前2)必要时；2、要求：1)35kV以上，不低于2500MΩ2)35kV及以下，不低于1000MΩ；3、说明：采用2500V及以上兆欧表；第24页/共41页5.2直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流1、周期：1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季前2)必要时2、要求：1)不得低于GB11032规定值2)U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，变化不应大于±5%3)0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA3、说明：1)要记录试验时的环境温度和相对湿度2)测量电流的导线应使用屏蔽线3)初始值系指出厂试验或新投试验时的测量值第25页/共41页5.3运行电压下的交流泄漏电流1、周期：1)新投运的110kV及以上者投运3个月后测量1次；以后每半年1次；运行1年后，每年雷雨季节前1次2)必要时2、要求：测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较，有明显变化时应加强监测，当阻性电流增加1倍时，应停电检查3、说明：应记录测量时的环境温度、相对湿度和运行电压。测量宜在瓷套表面干燥时进行。应注意相间干扰的影响第26页/共41页5.4工频参考电流下的工频参考电压1、周期：必要时2、要求：应符合GB11032或制造厂规定

3、说明：1)测量环境温度20±15℃2)测量应每节单独进行，整相避雷器有一节不合格，应更换该节避雷器(或整相更换)，使该相避雷器为合格第27页/共41页5.5检查放电计数器动作情况1、周期：1)发电厂、变电所避雷器每年雷雨季前2)必要时；2、要求：测试3～5次，均应正常动作，测试后计数器指示应调到“0”；第28页/共41页六、避雷器红外诊断技术标准6.1避雷器红外测温标准1、带电设备红外诊断应用规范2、DL-T664-2008第29页/共41页6.2基本定义1、带电设备传导负荷电流(试验电流)或加有运行电压(试验电压)的设备。2、温升用同一检测仪器相继测得的被测物表面温度和环境温度参照体表面温度之差。3、温差用同一检测仪器相继测得的不同被测物或同一被测物不同部位之间的温度差。第30页/共41页6.3相对温差

两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。相对温差δ可用下式求出：

式中：τ1和T1——发热点的温升和温度；τ2和T2——正常相对应点的温升和温度；

T0——环境参照体的温度。第31页/共41页对检测环境的要求1检测目标及环境的温度不宜低于5℃，如果必须在低温下进行检测，应注意仪器自身的工作温度要求，同时还应考虑水汽结冰使某些进水受潮的设备的缺陷漏检。2空气湿度不宜大于85%，不应在有雷、雨、雾、雪及风速超过0.5m/s的环境下进行检测。第32页/共41页6.4金属氧化物避雷器允许的相间温差及最大工作温升参考值第33页/共41页110kV氧化锌避雷器内部受潮发热相的温升及相间温差大大超过上述表格的规定，属紧急缺陷第34页/共41页实例演示2007年8月15日19:30时在对220