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1氧化鋅避雷器作業(yè)原理
1.1避雷器的效果
避雷器的效果是限制過(guò)電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。避雷器就是在線路或設(shè)備上人為地制造絕緣薄弱點(diǎn)即空隙設(shè)備,空隙的擊穿電壓比線路或設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平低,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)電壓下空隙處于隔離絕緣狀況，在過(guò)電壓下空隙被擊穿接地，放電降壓起到保護(hù)線路或設(shè)備絕緣的效果。
1.2氧化鋅避雷器作業(yè)原理
氧化鋅避雷器是世界公認(rèn)的當(dāng)代最先進(jìn)防雷電器。其結(jié)構(gòu)為將若干片ZnO閥片壓緊密封在避雷器瓷套內(nèi)。ZnO閥片具有非常優(yōu)異的非線性特性，在較高電壓下電阻非常小，能夠泄放大量雷電流，殘壓很低，在電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓下電阻很大,泄漏電流只要50—150u A，電流很小，可視為無(wú)工頻續(xù)流，這就是能夠做成無(wú)空隙氧化鋅避雷器的原因。它對(duì)陡坡和雷電幅值同樣有限壓效果，防雷保護(hù)功能完全是其杰出長(zhǎng)處。在我國(guó)先生產(chǎn)運(yùn)用的正是無(wú)空隙氧化鋅避雷器，運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐標(biāo)明，它有損壞爆炸率高，運(yùn)用壽命短等缺陷。究其原因，暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差是其喪命弱點(diǎn)。而串聯(lián)空隙氧化鋅避雷器仍有無(wú)空隙氧化鋅避雷器的保護(hù)功能長(zhǎng)處，同時(shí)有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng)的特色，是一種抱負(fù)的揚(yáng)長(zhǎng)避短的產(chǎn)品，結(jié)合我國(guó)國(guó)情可在3—35kV系統(tǒng)串聯(lián)空隙氧化鋅避雷器。
1.3線路氧化鋅避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流經(jīng)過(guò)避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流人大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速進(jìn)步，其電位值為Ut=iRd+Ldi / dt式中i—雷電流;Rd—沖擊接地電阻;Ldi / dt—暫態(tài)重量。
當(dāng)塔頂電位ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超越絕緣子串50%的放電電壓(uso)時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut—U1>U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um 的影響，則為Ut—U1+Urn>U50。因而．線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān)，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來(lái)說(shuō)，線路的50%放電電壓是必定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān)，不加裝避雷器時(shí)。進(jìn)步輸電線路耐雷水平往往是選用降低塔體的接地電阻。在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝氧化鋅避雷器今后，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí),雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線傳人相臨桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超越必定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)效果，將分別在導(dǎo)線和避雷線上發(fā)生耦合重量。
因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合效果將使導(dǎo)線電位進(jìn)步，使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。因而，線路避雷器具有很好的鉗電位效果，這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的顯著特色。以往輸電線路防雷主要選用降低塔體接地電阻的方法，在平原地帶相對(duì)較簡(jiǎn)單，對(duì)于山區(qū)桿塔，則往往在4個(gè)塔腳部位選用較長(zhǎng)的輻射地線或打深并加降阻劑。以添加地線與土壤的接觸面積降低電阻率，在工頻狀態(tài)下接地電阻會(huì)有所下降。但遭受雷擊時(shí)，因接地線過(guò)長(zhǎng)會(huì)有較大的附加電感值，雷電過(guò)電壓的暫態(tài)重量Ldi / dt會(huì)加在塔體電位上，使塔頂電位大大進(jìn)步，更簡(jiǎn)單造成塔體與絕緣子串的閃絡(luò)，反而使線路的耐雷水平下降，因?yàn)榫€路避雷器具有鉗電位效果。對(duì)接地電阻要求不太嚴(yán)格，對(duì)山區(qū)線路防雷比較簡(jiǎn)單完成，實(shí)踐證明加裝線路避雷器對(duì)防雷效果是非常顯著的。
2線路氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在的線路氧化鋅避雷器分為無(wú)空隙帶脫離器結(jié)構(gòu)及帶串聯(lián)空隙結(jié)構(gòu)兩種。2.2.1無(wú)空隙帶脫離器結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器
圖2為無(wú)空隙帶脫離器的結(jié)構(gòu)。避雷器通過(guò)高壓接線夾接在高壓線上，下接脫離器，脫離器與地之間用軟電纜銜接，避免脫離器受力，中間用接地絕緣子過(guò)渡固定，并接監(jiān)測(cè)器。當(dāng)避雷器產(chǎn)生毛病時(shí)，脫離器用來(lái)將避雷器與體系脫離，以防體系產(chǎn)生永久性毛病,并給出毛病避雷器的顯著指示。正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下和電站型沒(méi)有太大差別，受污穢影響較小，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中長(zhǎng)期荷電，修理和監(jiān)測(cè)工作量較大。
2.2帶串聯(lián)空隙結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器
分為純空間空隙和復(fù)合絕緣子固定空隙兩種，其結(jié)構(gòu)如圖3。復(fù)合絕緣子固定空隙結(jié)構(gòu)即是把兩個(gè)環(huán)狀空隙用一段復(fù)合絕緣子固定，并與避雷器本體串聯(lián)。長(zhǎng)處是空隙與避雷器本體構(gòu)成一個(gè)整體，可便利地以任何角度裝置在不同桿塔上，維護(hù)和替換較為便利。避雷器本體與高壓導(dǎo)線用空隙阻隔，正常運(yùn)轉(zhuǎn)中基本不荷電，阻性電流和功率損耗極小，避雷器電阻片不存在老化問(wèn)題，有利于延長(zhǎng)避雷器的壽數(shù)，裝置、維護(hù)便利。純空間空隙結(jié)構(gòu)則補(bǔ)償了無(wú)空隙避雷器正常運(yùn)轉(zhuǎn)中長(zhǎng)時(shí)間荷電和復(fù)合絕緣子固定空隙結(jié)構(gòu)受污穢影響較大的缺點(diǎn)，裝置難度較大。