氧化鋅避雷器是電力系統(tǒng)中重要的電力設(shè)備之一，其類型主要有保護空位、閥式避雷器和氧化鋅避雷器。現(xiàn)在，在電力系統(tǒng)中運用較多的是氧化鋅避雷器，與傳統(tǒng)的閥式避雷器比較，氧化鋅避雷器的電阻閥片具有優(yōu)異的非線性伏安特性，在作業(yè)電壓下電阻值很高，流過避雷器的電流很小，而當(dāng)遭受過電壓時，電阻值很小，殘壓也很低，避雷器處于導(dǎo)通情況，能敏捷開釋過電壓能量，能有用保護電氣設(shè)備?？墒?，要充分發(fā)揮避雷器的保護可靠性，就必須根據(jù)被保護設(shè)備的具體情況，來選擇相應(yīng)的避雷器，如若選擇不當(dāng)，不但不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，甚至?xí)a(chǎn)生事故。

1選型差錯構(gòu)成避雷器擊穿事故

1.1事故經(jīng)過

某蓄能電站裝有3臺發(fā)電機電動機，機組額定電壓為13.8kV，中性點經(jīng)高阻接地。3臺機組與3臺主變壓器選用單元接線，機組與主變壓器之間設(shè)置有真空斷路器。并且電站設(shè)置了1套變頻發(fā)起設(shè)備供3臺機組電動工況發(fā)起之用。為了按捺真空斷路器的操作過電壓，保護機組，3臺機組真空開關(guān)柜內(nèi)均設(shè)備了金屬氧化鋅避雷器，其型號為HY5WS-17/50

某日02時04分，電站1號機組經(jīng)變頻器建議抽水，02時08分，1號主變低壓側(cè)C相電壓下降，變頻器缺陷動作跳開輸入開關(guān)，接著1號機組低壓過流保護動作，1號機組抽水建議失利。作業(yè)人員當(dāng)即停機檢查，發(fā)現(xiàn)1號機建議母線C相避雷器被擊穿，C相單相接地，一同導(dǎo)致與建議母線聯(lián)接的05、06、07號開關(guān)柜內(nèi)的避雷器均有不同程度損壞。

1.2原因分析

缺陷產(chǎn)生前，機組在正常的抽水建議過程中，未進行其他操作，氣候情況良好，經(jīng)過往后的缺陷錄波顯現(xiàn)，也未產(chǎn)生雷擊和其他過電壓現(xiàn)象。因此，產(chǎn)生避雷器擊穿，引起單相接地應(yīng)該是避雷器本身缺陷引起的。產(chǎn)生C相避雷器擊穿單相接地后，A、B相的電壓當(dāng)即上升，構(gòu)成與建議母線相連的05、06、07號開關(guān)柜內(nèi)的避雷器均產(chǎn)生了損壞。

經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，避雷器的選型存在問題。避雷器持續(xù)作業(yè)電壓是容許耐久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值，關(guān)于無空位避雷器，作業(yè)電壓直接作用在避雷器的電阻片上，會引起電阻片的劣化，因此，為了確保必定的運用壽數(shù)，長時間作用在避雷器上的電壓不得超越避雷器的持續(xù)作業(yè)電壓，避免引起電阻片的過熱和熱潰散。依照避雷器的選擇準(zhǔn)則，在中性點非直接接地系統(tǒng)中，若單相接地缺陷在10s以上才切除的，避雷器持續(xù)作業(yè)電壓應(yīng)不小于系統(tǒng)線電壓Um。該電站發(fā)電機中性點經(jīng)高阻接地，發(fā)電機額定電壓為13.8kV，因此，選擇避雷器的持續(xù)作業(yè)電壓應(yīng)不小于13.8kV?？墒?，該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50，此類型避雷器是配電用避雷器，不是發(fā)電機專用避雷器，其持續(xù)作業(yè)電壓只需13.6kV，低于發(fā)電機額定電壓，不滿足避雷器長時間安穩(wěn)作業(yè)要求。因此，該電站發(fā)電機避雷器在產(chǎn)生單相接地后大面積損壞，與避雷器持續(xù)作業(yè)電壓選擇過低有直接關(guān)系。

2選型注意事項

2.1類型的選擇

氧化鋅避雷器選型時應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的方針承認(rèn)避雷器的類型，保護方針不同，避雷器的類型也不同。還以上面電站為例，依照發(fā)電機避雷器序列選擇，額定電壓為13.8kV的發(fā)電機應(yīng)選擇類型為YH5WD-17.5/40的避雷器，而該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50，為配電用避雷器，兩種避雷器主要參數(shù)見表：

該電站機組已作業(yè)20年以上，依照相關(guān)規(guī)程規(guī)矩，發(fā)電機工頻實驗電壓為1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV，一般發(fā)電機繞組的沖擊系數(shù)為1.25，那么發(fā)電機繞組的沖擊絕緣水平為1.25*（17.9kV~20.7kV）*√2=32.2~37.25kV。若發(fā)電機出口設(shè)備配電避雷器、當(dāng)發(fā)電機遭受過電壓時，避雷器動作，將過電壓綁縛在不大于50kV殘壓下，比發(fā)電機絕緣沖擊電壓高了近13kV，50kV的避雷器殘壓遽然加在發(fā)電機絕緣上，可能會形成發(fā)電機絕緣擊穿。而發(fā)電機專用避雷器殘壓只要35.6kV，比發(fā)電機絕緣沖擊電壓低，這樣發(fā)電機絕緣將相對安全得多。

2.2額定電壓的選擇

避雷器額定電壓是施加到避雷器端子間的最大容許工頻電壓有效值，型號為YH5WD-17.5/40的避雷器，其額定電壓為17.5kV，標(biāo)明當(dāng)過電壓有效值抵達17.5kV，避雷器就會開端作業(yè)。

在相同的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓下，避雷器的額定電壓選得越高，在作業(yè)中經(jīng)過避雷器的漏電流越小，對減輕避雷器的劣化有利，可以前進作業(yè)的可靠性。但另一方面，避雷器的額定電壓高了，殘壓也相應(yīng)增高了，在相同的絕緣水平下，保護裕度會下降，這兩方面是敵對的。因此，在選擇避雷器額定電壓時，要充分考慮被保護設(shè)備的絕緣水平。

2.3持續(xù)作業(yè)電壓Uc的選擇

氧化鋅避雷器持續(xù)作業(yè)電壓是指長時間作用在避雷器上的最高工頻電壓的有效值，在選擇避雷器持續(xù)作業(yè)電壓時，要考慮系統(tǒng)的中性點接地方法。在中性點直接接地系統(tǒng)中，接在相對地的無空位避雷器，其持續(xù)作業(yè)電壓應(yīng)不低于系統(tǒng)的最高作業(yè)相電壓。在中性點非直接接地系統(tǒng)中，假定單相接地缺陷在10s及以內(nèi)切除，無空位避雷器其持續(xù)作業(yè)電壓應(yīng)不低于系統(tǒng)的最高作業(yè)相電壓。假定單相接地缺陷在10s以上切除，其持續(xù)作業(yè)電壓應(yīng)一般不低于系統(tǒng)的最高作業(yè)線電壓。

2.4標(biāo)稱放電電流的選擇

標(biāo)稱放電電流是用來區(qū)分避雷器等級的波形8/20μs的雷電沖擊電流峰值，型號為YH5WD-17.5/40的避雷器中5標(biāo)明標(biāo)稱放電電流為5kA。無空位氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流按遠方雷電侵入波的概率核算及變電站的重要性，一般可按表2選擇。

總結(jié)

在選擇避雷器時，應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的特征，選擇相應(yīng)類型的專用避雷器，一同結(jié)合被保護設(shè)備的絕緣水平，選擇與之匹配的避雷器。無論是閥式避雷器仍是無空位氧化鋅避雷器，其作用都是綁縛過電壓，使之低于一定幅值，確保設(shè)備安全作業(yè)。所以，被保護設(shè)備的安滿是選擇避雷器的第一準(zhǔn)則。