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氧化鋅避雷器的選型參考,如何選擇合適的避雷器?

發(fā)布時間:2021/6/16 8:26:17

1.氧化鋅避雷器按額定電壓值來分類,可分為三類:

高壓類;其指66KV以上等級的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,大致可劃分為500kV220kV、110kV、66kV四個等級等級。

中壓類;其指3kV~66kV(不包括66kV系列的產(chǎn)品)范圍內(nèi)的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,大致可劃分為3kV、6kV10kV、35KV 四個電壓等級。

低壓類;其指3KV以下(不包括3kV系列的產(chǎn)品)的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,大致可劃分為1kV0.5kV、0.38kV0.22kV 四個電壓等級。

 

2.按標稱放電電流分

氧化鋅避雷器按標稱放電電流可劃分為20、10、5、2.51.5kA 五類。

 

3.按用途分

氧化鋅避雷器按用途可劃分為系統(tǒng)用線路型、系統(tǒng)用電站型、系統(tǒng)用配電型、并聯(lián)補償電容器組保護型、電氣化鐵道型、電動機及電動機中性點型、變壓器中性點型七類。

 

4.按結(jié)構(gòu)分

氧化鋅避雷器按結(jié)構(gòu)可劃分為兩大類;

瓷外套;瓷外套氧化鋅避雷器按耐污穢性能分為四個等級,Ⅰ級為普通型、II級為用于中等污穢地區(qū)(爬電比距20mm/KV)II級為用于重污穢地區(qū)(爬電比距25mm/kV)、Ⅳ級為用于特重污穢地區(qū)(爬電比距31mm/kV)。

復合外套;復合外套氧化鋅避雷器是用復合硅橡膠材料做外套,并選用高性能的氧化鋅電阻片,內(nèi)部采用特殊結(jié)構(gòu),用先進工藝方法裝配而成,具有硅橡膠材料和氧化鋅電阻片的雙重優(yōu)點。該系列產(chǎn)品除具有瓷外套氧化鋅避雷器的一切優(yōu)點外,另具有絕緣性能、高的耐污穢性能、良好的防爆性能以及體積小、重量輕、平時不需維護、不易破損、密封可靠、耐老化性能優(yōu)良等優(yōu)點。

 

5.按結(jié)構(gòu)性能分

氧化鋅避雷器按結(jié)構(gòu)性能可分為;無間隙(W)、帶串聯(lián)間隙(C)、帶并聯(lián)間隙(B)三類。

技術(shù)特性

1、電源: AC220V10%,50Hz1%2、參考電壓輸入范圍:AC10~220v 。3、測量參數(shù):

a、避雷器泄漏電流全電流(含諧波):I1 13 15 17

b、泄漏電流阻性分量(含諧波):IR1 IR3 IR5 IR7

c、阻性電流峰值:正峰值Ir+負峰值Ir-

d、全電流峰值: Ip

e、運行(或試驗)電壓值(含諧波):Ul U3 U5 U7

f、避雷器功耗:Pw

4、測量精度:5%

5、測量范圍:泄漏電流: Ix=0~20mA

 

 

 

 

 

氧化鋅避雷器的選型辦法

 

從我國電力體系實際情況動身,結(jié)合避雷器選型的歷史回顧和新版本的避雷器國家規(guī)范,提出了使電力體系安全、可運轉(zhuǎn)的并聯(lián)電容器設(shè)備用氧化鋅避雷器的選型辦法,對變電站中并聯(lián)電容器設(shè)備的規(guī)劃具有一定的參閱價值。

 

1.以往只考慮操作過電壓和雷電過電壓水平的避雷器選型及壞處

國家規(guī)范規(guī)定,體系供電端電壓應略高于體系的標稱電壓(或額外電壓)UnK倍,即K=Um/Un (Um是體系最高電壓)。電氣設(shè)備的絕緣應能在Un下長期運轉(zhuǎn)。220kV及以下體系的K1.15,330kV及以下體系的K=1.1。避雷器規(guī)劃的初期也恪守上述原則。

氧化鋅避雷器之前是SiC避雷器。10kV及以下SiC避雷器的滅弧電壓規(guī)劃是定在體系最高運轉(zhuǎn)電壓的1.1;35kVSiC避雷器的滅弧電壓等于體系最高電壓;110kV及以上SiC避雷器的滅弧電壓為體系最高電壓的8O[%].對應以上的倍數(shù)別離有110[%]避雷器、10O[%]避雷器和8O[%]避雷器。

我國運用氧化鋅避雷器初期,其額外電壓是以SiC避雷器的滅弧電壓為參閱作規(guī)劃的。早期的6kV、10kV35kV避雷器均恪守上述原則。

 

2.確保在單相接地過電壓下運轉(zhuǎn)且電力體系安全情況下的避雷器選型及必要性從安全運轉(zhuǎn)視點,避雷器的額外電壓的挑選還應恪守如下原則:

①氧化鋅避雷器的額外電壓,應該使它高于其在安裝處可能出現(xiàn)的工頻暫態(tài)電壓。在110kV及以上的中性點接地體系中是能夠按上述辦法挑選的。

②在110kV及以下的中性點非直接接地體系中,電力部門規(guī)程規(guī)定在單相接地情況下允許運轉(zhuǎn)2h,有時乃至在斷續(xù)地產(chǎn)生弧光接地過電壓情況下運轉(zhuǎn)2h 以上才干發(fā)現(xiàn)毛病,這類體系的運轉(zhuǎn)特點對氧化鋅避雷器在額外電壓下安全運轉(zhuǎn)10s構(gòu)成嚴重威脅。且氧化鋅避雷器和SiC避雷器結(jié)構(gòu)、規(guī)劃不同(后者是有空隙滅弧,前者沒有空隙或者只有隔流空隙),使得實踐中氧化鋅避雷器出現(xiàn)熱潰散乃至嚴重的爆破事端。面臨這種情況,許多供電局、電力規(guī)劃院依據(jù)各地的電網(wǎng)條件提出了許多類型的額外電壓值(14.4kV,14.7kV)。而在屢次國標討論稿中動作負載實驗中耐受10s的額外電壓規(guī)定進步至1.2~1.3,使氧化鋅避雷器對中性點非直接接地體系工況的適應能力有所進步。

而因為氧化鋅避雷器的額外電壓挑選過低,使避雷器在單相接地過電壓乃至許多暫態(tài)過電壓下作業(yè)出現(xiàn)安全事端。電力部安全督查及生產(chǎn)和諧司早在19931030日第十七期安全情況通報上就對避雷器提出修改意見。文中要求對新裝設(shè)的3~66kV電壓等級無空隙氧化鋅避雷器繼續(xù)運轉(zhuǎn)電壓(UC)和額外電壓(Ur)按表1所列值挑選,而同時保護性能不能降低。(括號內(nèi)數(shù)據(jù)適用于發(fā)電機和變壓器中性點氧化鋅避雷器,Um為體系規(guī)范電壓的 1.05-1.10倍)而在通報發(fā)布和新規(guī)范修訂的過渡階段,對中性點非接地體系的氧化鋅避雷器額外電壓、繼續(xù)運轉(zhuǎn)電壓的挑選提出了如下規(guī)劃規(guī)則:

額外電壓在參閱SiC避雷器滅弧電壓規(guī)劃基礎(chǔ)上乘以1.2-1.3

 

3貫徹2000年版新標準,安全、合理地對避雷器進行選型的現(xiàn)實性

在我國2000年新標準中(GB11032-2000),額定電壓的選擇上述1.2-1.3倍原則得到了認可,但持續(xù)運行電壓的選擇則出現(xiàn)了新規(guī)定:從反映避雷器使用壽命的參數(shù)1.5Un//U1mA作為參考值選擇(設(shè)計)避雷器持續(xù)運行電壓。以國內(nèi)避雷器的設(shè)計、制造水平,一般?值為80[%]

故持續(xù)運行電壓選擇為額定電壓的0.8倍。這一點我們從伏安曲線的小電流區(qū)上看,是有根據(jù)的。

這樣,在實踐中根據(jù)具體條件進行模擬計算或按經(jīng)驗慣例對避雷器進行選型時,應考慮單相接地運行1h的過電壓水平。但用戶中的技術(shù)協(xié)議甚至電力設(shè)計院圖紙中出現(xiàn)了許多和上述值有細微差別的額定電壓值,我認為是不必要的(10kV中出現(xiàn)16.5kV、16.7kV)。理由是實際設(shè)計避雷器過程中,額定電壓值在伏-安曲線中是在小電流區(qū)里面,均小于U1mAAC值,追求細微之差在實際避雷器設(shè)計中得不到實現(xiàn);另外從下面論述可知,按照新國標要求選擇才能在許可過電壓下安全使用(這是指不接地系統(tǒng))。

 

42000年版新標準中非接地系統(tǒng)氧化鋅避雷器選型的科學性

4.1額定電壓的選擇應按施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值選擇、設(shè)計,此時能在所規(guī)定的動作負載試驗中確定的暫態(tài)過電壓下正確地工作。持續(xù)運行電壓的選擇必須是允許持久地施加于避雷器端子間的有效值。此時工頻放電電壓要足夠高,以免在被保護設(shè)備的絕緣能耐受不需保護的操作過電壓下動作,延長使用壽命,且必須考慮到我國現(xiàn)階段制造氧化鋅避雷器的荷電率和殘壓的實際水平。

4.2凡是工頻電壓升高較嚴重的處所或是設(shè)備絕緣試驗電壓較高的條件所允許,就應選擇較高的氧化鋅避雷器額定電壓。工頻參考電壓的選擇應等于或大于額定電壓。這兩點在新國標要求中都較好地滿足,下面計算也可發(fā)現(xiàn)是滿足過電壓要求的。國標要求,要保證單相接地運行2h不動作。最嚴重情況是當單相接地和甩負荷同時發(fā)生,此時理論計算可能出現(xiàn)的最大過電壓為1.99倍,則選取的氧化鋅避雷器容許持續(xù)運行電壓UC(有效值)如下:

國標按荷電率為0.8選取額定電壓(Ur~=1.25 UC),均滿足要求。如果按躲開概率較高的弧光接地和諧振過電壓,則額定電壓應滿足:再按=0.8選擇持續(xù)運行電壓,也滿足要求。綜上所述,避雷器選型問題的主要難點是確定暫時過電壓的范圍問題,既要保證在較高的操作過電壓及大氣過電壓下安全、可*地動作,又要保證在暫時過電壓下閥片不動作?,F(xiàn)階段避雷器的選型和設(shè)計必須保證2h單相接地時出現(xiàn)的系統(tǒng)最高過電壓氧化鋅避雷器不動作,否則氧化鋅避雷器會出現(xiàn)熱崩潰甚至爆炸事故。故在不接地系統(tǒng)中按照新要求選擇是合適的。但在經(jīng)消弧線圈接地的電容器裝置中,接地過電壓會低許多,這時可根據(jù)實際模擬計算選擇較低的額定電壓及持續(xù)運行電壓使氧化鋅避雷器在較低的操作過電壓下動作,保護電容器裝置,但如果不方便模擬,也可按不接地系統(tǒng)選擇,因電容器極對地絕緣已考慮能滿足單相接地2h要求。在小于額定電壓下工作,避雷器不動作也不會導致過電壓損害電容器裝置。

總之,這是由于氧化鋅閥片不帶串聯(lián)間隙直接串聯(lián),導致氧化鋅避雷器電阻片不能承受甚至超過1.99倍的過電壓,導致以SiC滅弧電壓作為參考選擇的氧化鋅避雷器額定電壓不能滿足要求,必然要升高才能保證避雷器安全工作,如沒有實際模擬數(shù)據(jù),以國家標準精神中體現(xiàn)的推薦值較合適,因為它滿足了極限要求。

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