2022年电力系统中避雷器的作用简析 .pdf

避雷器在电力系统中的应用浅析氧化锌避雷器是国外60 年代开始发展起来的过电压保护的新技术，我国从 1976 年开始进行 电力 氧化锌避雷器的研究，自80 年代以来，我国的氧化锌避雷器技术发展很快，并引进国外先进技术及生产线，到目前国内氧化锌避雷器的生产，无论从数量、 规格、 还是从质量上都已形成相当的规模和水平，采用国际标准生产的产品都以接近或达到国际先进水准。现已开发出直至500kV 的氧化锌避雷器；由带串并联间隙发展到无间隙，电阻片通流容量不断提高。 如今在电力系统中氧化锌避雷器得以广泛应用，为提高氧化锌避雷器安全可靠运行的水平， 在生产厂不断提高产品设计水平和制造质量的同时，也要加强对运行中氧化锌避雷器进行严格有效的检测和定期预防性试验，及开展氧化锌避雷器的在线监测，都是保证其安全可靠运行的有效手段。分类a. 按电压等级氧化锌避雷器按额定电压值来分类，可分为三类: 高压类 :其指 66KV 以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为500kV 、220kV 、110kV、 66kV 四个等级等级。中压类 :其指 3kV 66kV（不包括 66kV 系列的产品）范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kV 、 6kV 、10kV、35KV 四个电压等级。低压类 :其指 3KV 以下（不包括3kV 系列的产品）的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为1kV 、 0.5kV、 0.38kV、0.22kV 四个电压等级。b. 按标称放电电流氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、 1.5kA 五类。c. 按用途氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿电容器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、变压器中性点型七类。d. 按结构氧化锌避雷器按结构可划分为两大类: 瓷外套 :瓷外套氧化锌避雷器按耐污秽性能分为四个等级，级为普通型、级为用于中等污秽地区（爬电比距20mm/KV ） 、级为用于重污秽地区（爬电比距25mm/kV ） 、级为用于特重污秽地区（爬电比距31mm/kV ） 。复合外套 :复合外套氧化锌避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电阻片， 内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成，具有硅橡胶材料和氧化锌电阻片的双重优点。 该系列产品除具有瓷外套氧化锌避雷器的一切优点外，另具有绝缘性能、高的耐污秽性能、良好的防爆性能以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点。e. 按结构性能氧化锌避雷器按结构性能可分为；无间隙（W） 、带串联间隙（C） 、带并联间隙（B）三类。2 避雷器对电网的影响名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 1） 避雷器自身过电压问题避雷器是过电压保护电器，其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压，避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限 （有补充能源） 的过电压，如暂态过电压（工频过电压和谐振过电压的总称），其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍， 如因某些原因而激发暂态过电压，工频电源能自动补充过电压能量，即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减，暂态过电压如果进入避雷器保护动作区，势必长时反复动作直至热崩溃，避雷器损坏爆炸，因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器，称之为暂态过电压承受能力强，反之称暂态过电压承受能力差。2） 避雷器自身对电力系统不安全影响保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后，保护回路再也没有限流元件，保护动作都要造成接地故障或相间短路故障，保护作用增多电力系统故障率，影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器，从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障，且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。3） 避雷器的连续雷电冲击保护能力有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击，连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百 s 至数千 s， 间隔时间极短。 氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流，雷电流泄放 （小于 100s）完毕，立即恢复到可进行再次动作能力，故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力，这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。4 氧化锌避雷器运行中的问题分析通过对避雷器运行事故的分析，避雷器事故主要是本体爆炸从运行时间上、安装的环境、气候、 及生产厂， 对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析，造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项：1） 氧化锌避雷器的密封问题氧化锌避雷器密封老化问题，主要是生产厂采用的密封技术不完善，或采用的密封材料抗老化性能不稳定，在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期，造成其密封不良而后使潮气浸入，造成内部绝缘损坏，加速了电阻片的劣化而引起爆炸。2） 瓷套污染由于工作在室外的氧化锌避雷器，瓷套受到环境粉尘的污染，特别是设置在冶金厂区内变电所， 由于粉尘中金属粉尘的比例较大，故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀，而使沿瓷套表面电流也不均匀分布，势必导致电阻片中电流IMOA的不均匀分布 （或沿电阻片的电压不均匀分布），使流过电阻片的电流较正常时大12 个数量级，造成附加温升，使吸收过电压能力大为降低，也加速了电阻片的劣化。3） 电阻片抗老化性能差在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期，电阻片劣化造成泄漏电流上升，甚至造成与瓷套内部放电， 放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高，而引起氧化锌避雷器本体爆炸，内部放电不太严重时可引起系统单相接地。4）高次谐波冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、 变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响，使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性，当正弦电压作用时，还有一系列的奇次谐波，而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。5） 抗冲击能力差名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故，其原因是因电阻片在制造工艺过程中， 由于其各工艺质量控制点控制不严，而使电阻片的耐受方波冲击能力不强，在频繁吸收过电压能量过程中，加速了电阻片的劣化而损坏，失去了自身的技术性能。5 技术措施针对冶金电网的特点及氧化锌避雷器几次事故分析的结论，要保证氧化锌避雷器在网上安全可靠运行，应采取以下措施：1） 设计选型在设计选型上， 应首选有多年稳定运行实践的产品，在选择生产厂时，应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂，才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能，以使在产品的寿命周期内稳定运行。2） 在线监测增设氧化锌避雷器的在线监测仪，并加强对在线监测仪的巡检力度，特别是在雷雨后和易发生故障的部位（有电弧炉负荷的母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期）增加巡次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及在线监测仪的校验。3） 防污措施采用必要的避雷器瓷套的防污措施，如定期清扫或涂以防污闪硅油，在氧化锌避雷器选型上选用防污瓷套型的氧化锌避雷器。4） 谐波治理加强电网谐波的治理力度，在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置，以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。5） 技术管理加强对氧化锌避雷器的技术管理工作，即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案， 对出厂报告、 定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案，直至该避雷器退出运行。据国外有关技术资料统计，氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压，受潮、污闪、系统条件、 本身故障等， 但仍有一定比例损坏的原因不详，故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性，及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性， 都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性，故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结，以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。参考文献1王秉钓 , 金属氧化物避雷器水利电力出版社，1993 2包建强，等高压线路加装避雷器可减少线路雷击跳闸率电力设备， 2002 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -