1、1 避雷器知识避雷器知识讲义讲义2电力系统运行中的作用电压电力系统运行中的作用电压 正常运行条件下的工频电压正常运行条件下的工频电压 暂态过电压暂态过电压接地故障接地故障负载突变负载突变谐振谐振 雷电过电压雷电过电压直击雷过电压直击雷过电压感应雷过电压感应雷过电压 操作过电压操作过电压线路合闸与重合闸线路合闸与重合闸故障与切除故障故障与切除故障负载突变负载突变开断容性电流和开断较小或中等的感性电流开断容性电流和开断较小或中等的感性电流3避雷器的定义避雷器的定义 避雷器是什么？避雷器是什么？ 避雷器是输变电系统的重要保护设备，用来限制电器避雷器是输变电系统的重要保护设备，用来限制电器设备上承受的
2、过电压。它通常联接于导线和地之间，设备上承受的过电压。它通常联接于导线和地之间，与被保护设备并联。与被保护设备并联。 避雷器的应用避雷器的应用 避雷器广泛用于交直避雷器广泛用于交直流电力系统中，保护流电力系统中，保护发、变电设备，如变发、变电设备，如变压器，电机，电容器，压器，电机，电容器，电气化铁路，输电线电气化铁路，输电线路等设备的绝缘免受路等设备的绝缘免受过电压侵害。过电压侵害。4氧化锌避雷器的原理氧化锌避雷器的原理 高性能的非线性金属氧化锌电阻片高性能的非线性金属氧化锌电阻片优异的优异的V-I V-I 特性特性 “电压控制开关电压控制开关”在正常的系统线电压下在正常的系统线电压下, ,
3、避雷器表现为一个绝缘体避雷器表现为一个绝缘体, ,只只有很小的电导电流通过有很小的电导电流通过. .当电压升高超过参考电压时当电压升高超过参考电压时, ,避雷器迅速避雷器迅速 变为导体变为导体 ( (通常称之为通常称之为”动作电压动作电压”) )当过电压通过后当过电压通过后, ,又恢复为高电阻状态又恢复为高电阻状态. . 无间隙氧化锌避雷器不存在工频续流无间隙氧化锌避雷器不存在工频续流. .5避雷器的伏安特性避雷器的伏安特性MCOVAV, kV理想的理想的过电压过电压保护保护Vref10kA1000典型的典型的 MOV100a100kA 避雷器具有优异的非线性的伏安特性，在正常工频电避雷器具有
4、优异的非线性的伏安特性，在正常工频电压下呈现高电阻，而在过电压时呈低电阻，从而限制压下呈现高电阻，而在过电压时呈低电阻，从而限制避雷器端子间的过电压。避雷器端子间的过电压。线性电阻线性电阻6避雷器的保护特性避雷器的保护特性 避雷器的保护特性避雷器的保护特性 陡波电流冲击下残压陡波电流冲击下残压 雷电冲击电流下残压雷电冲击电流下残压 操作冲击电流下残压操作冲击电流下残压7绝缘配合：是指避雷器的保护特性与被保护电气设备绝缘的耐绝缘配合：是指避雷器的保护特性与被保护电气设备绝缘的耐 电强度之间的配合关系，用伏秒特性曲线来表示。电强度之间的配合关系，用伏秒特性曲线来表示。8按使用场所分为：按使用场所分
5、为：配电用电站用并联补偿电容器用电机用电气化铁道用线路用中性点用按外套绝缘材料分：按外套绝缘材料分：瓷壳式有机复合外套式按有无间隙分：按有无间隙分：无间隙带间隙避雷器的分类避雷器的分类 9避雷器的应用避雷器的应用 10线路型避雷器主要用来线路型避雷器主要用来限制线路绝缘子上的雷限制线路绝缘子上的雷电过电压电过电压,防止线路绝缘防止线路绝缘子的放电或闪络子的放电或闪络. 防止持续的接地工频续防止持续的接地工频续流流.线路避雷器的应用线路避雷器的应用 11避雷器参数定义避雷器参数定义 避雷器的额定电压：避雷器的额定电压：Ur 施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值。施加到避雷器端子间的最大允许
6、工频电压有效值。是表征避雷器动作特征的参考指标。一般由系是表征避雷器动作特征的参考指标。一般由系统发生单相接地时，非故障相上的工频电压升统发生单相接地时，非故障相上的工频电压升高来确定，与系统接地状态有关。高来确定，与系统接地状态有关。避雷器的持续运行电压：避雷器的持续运行电压：Uc 允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。避雷器的标称放电电流：避雷器的标称放电电流：In用来划分避雷器等级的、具有用来划分避雷器等级的、具有8/20波形的雷电冲击波形的雷电冲击电流峰值。（避雷器动作时通过避雷器的冲击电电流峰值。（避雷器动作时通过避雷器的冲击电流
7、）流）12冲击电流波形冲击电流波形我们以雷电冲击电流波形为例：我们以雷电冲击电流波形为例：8/20 是制造商用来模拟雷电流对避雷器进是制造商用来模拟雷电流对避雷器进行试验的电流波形行试验的电流波形,用来验证避雷器的设用来验证避雷器的设计并确定雷电放电电压计并确定雷电放电电压 “8” 是波前视在时间是波前视在时间,单位单位 s “20” 是波尾视在半峰值时间是波尾视在半峰值时间,单位单位 s13避雷器参数定义避雷器参数定义 避雷器的直流参考电压：避雷器的直流参考电压：U1mA 在避雷器通过直流参考电流时测出的避雷器的直在避雷器通过直流参考电流时测出的避雷器的直流电压平均值。流电压平均值。避雷器的
8、残压：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峰值。放电电流通过避雷器时其端子间的最大电压峰值。避雷器的大电流冲击：避雷器的大电流冲击： 冲击波形为冲击波形为4/10的放电电流峰值，用于试验避雷器的放电电流峰值，用于试验避雷器在直击雷时的稳定性。在直击雷时的稳定性。避雷器的工频参考电压：避雷器的工频参考电压： 在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工频电压峰值除以频电压峰值除以2。14避雷器参数定义避雷器参数定义 避雷器的长持续时间冲击电流（避雷器的长持续时间冲击电流（LDCI)： 一种方波冲击电流，其迅速上升到最大值，在规定一种方波冲击
9、电流，其迅速上升到最大值，在规定时间内大体保持恒定，然后迅速降至零值的冲击波。时间内大体保持恒定，然后迅速降至零值的冲击波。0.75倍直流参考电压下漏电流：倍直流参考电压下漏电流：施加施加0.75倍直流参考电压，测量通过避雷器的漏倍直流参考电压，测量通过避雷器的漏电流一般不超过电流一般不超过50A。破坏性放电：破坏性放电： 绝缘在电负荷下破坏而发生的现象，包括电压突降绝缘在电负荷下破坏而发生的现象，包括电压突降和电流导通。和电流导通。避雷器的持续电流：避雷器的持续电流： 施加持续运行电压时流过避雷器的电流（持续电施加持续运行电压时流过避雷器的电流（持续电流由阻性和容性分量组成）。流由阻性和容性
10、分量组成）。15避雷器参数定义避雷器参数定义 闪络：闪络： 在固体表面上的破坏性放电。在固体表面上的破坏性放电。击穿：击穿： 穿过固体介质的破坏性放电。穿过固体介质的破坏性放电。避雷器的耐污秽性能：避雷器的耐污秽性能： 避雷器外套的最小公称爬电比距应符合以下要求：避雷器外套的最小公称爬电比距应符合以下要求： 级轻污秽地区级轻污秽地区 17mm/kV 级中等污秽地区级中等污秽地区 20mm/kV 级重污秽地区级重污秽地区 25mm/kV 级特重污秽地区级特重污秽地区 31mm/kV 内部局放：内部局放： 避雷器在避雷器在1.05Uc下的局部放电量应不大于下的局部放电量应不大于10pC。16典型的
11、复合外套避雷器结构典型的复合外套避雷器结构17MOV 电阻片电阻片原料原料 - ZnO, 铋铋, 锑锑, 银银,聚乙烯醇等聚乙烯醇等, 90% ZnO;颗粒直径为颗粒直径为10微米等级微米等级;电阻片端面整面覆盖电极电阻片端面整面覆盖电极,有效接触面积更大有效接触面积更大;侧面上玻璃或环氧釉层侧面上玻璃或环氧釉层; 18避雷器的脱离器避雷器的脱离器脱离器会在避雷器可能要发生故障的情况下将避雷器退出系统运行脱离器会在避雷器可能要发生故障的情况下将避雷器退出系统运行.避免了长避免了长时间的系统短路电流时间的系统短路电流.脱离器一旦动作就会给出可见的指示脱离器一旦动作就会给出可见的指示,表明避雷器可
12、能发表明避雷器可能发生了内部故障或需要对避雷器进行更换生了内部故障或需要对避雷器进行更换. 脱离器的分类：热熔式脱离器和热爆式脱离器。脱离器的分类：热熔式脱离器和热爆式脱离器。动作电流：小故障电流：动作电流：小故障电流：50mA ，大的工频故障电流：，大的工频故障电流：50A脱离器是可选择的脱离器是可选择的19电站型避雷器的损坏电站型避雷器的损坏老化老化湿气进入湿气进入暂态过电压暂态过电压TOV的情况持续时间太长的情况持续时间太长选取的持续运行电压等级不合适选取的持续运行电压等级不合适20Typical TOV curveNo Prior DutyPrior Duty Curve with T
13、LD60 Deg Ambient1.11.21.31.41.51.61.7Maximum Duration in SecondsMaximum TOV PU MCOV.01.1 1.010 100 1000 10000 2124电气化铁路用避雷器电气化铁路用避雷器避雷器避雷器额定电压额定电压 UrUr（r.m.sr.m.s) )避雷器避雷器持续运行电压持续运行电压Uc(r.m.sUc(r.m.s) )标称放电电流标称放电电流5kA5kA等级等级方波通方波通流容量流容量陡波冲击陡波冲击电流残压电流残压雷电冲击雷电冲击电流残压电流残压操作冲击操作冲击电流残压电流残压直流直流1mA1mA参考电压参考电压4242343413813812012098986565400A400A84846868276276240240196196130130400A400AGB11032-2010GB11032-2010中典型的电气化铁道用避雷器参数中典型的电气化铁道用避雷器参数25Question?
