HY10CX-216/560复合氧化锌避雷器

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当过电压值达到规定的动作电压时避雷器立即动作流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；当电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。原始的避雷器是羊角形间隙，出现于19世纪末期，用于架空输电线路，＜br /＞ 防止雷击损坏设备绝缘而造成停电，故称“避雷器”。20世纪20年代出现了铝避雷器烟台氧化膜避雷器和丸式避雷器。30年代出现了管式避雷器。50年代出现了碳化硅避雷器。70年代又出现了金属氧化物避雷器。现代高压避雷器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。 避雷器有管式和阀式两大类。阀式避雷器分为碳化硅阀式避雷器和金属氧化物避雷器(又称氧化锌避雷器)。阀式避雷器＜br /＞ 主要由封闭在瓷套中、相互串联的火花间隔及非线性电阻构成，火花间隙能在遇到过电压时被击穿放电，在正常运行的工频电压下起着将电源与非线性电阻相互隔断的作用。非线性电阻在过电压时能吸收过电压能量以限制放电电压下的残压，和起着限制工频续流的作用。非线性电阻在正常工作状态下对工频电流的电阻非常大，因而使工频电流被隔断；当遇到雷电时，在过电压作用下电阻值非常小，使雷电流得以畅通流地。雷电流过后，其电阻值又＜br /＞ 自动恢复到原来的较大值。将跟随而来的工频续流限制在较小范围之内，对被保护设备起到防雷保护作用，也是使电网恢复正常。 [1] 管式避雷其结构原理见图。内间隙（又称灭弧间隙）置于产气材料制成的灭弧管内，外间隙将管子与电网隔开。雷电过电压使内外间隙放电，内间隙电弧高温使产气材料产生气体，管内气压迅速增加，高压气体从喷口喷出灭弧。管式避雷器具有较大的冲击通流能力，可用在雷电流幅值很大的地方。但管式避雷＜br /＞ 器放电电压较高且分散性大，动作时产生截波，保护性能较差。主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。碳化硅避雷其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片（电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套）。烟台阀式避雷器阀式避雷器火花间隙的主要作用是平时将阀片与带电导体隔离，在过电压时放电和切断电源供给的续流。碳化硅烟台避雷器的火花间隙由许多间隙串联组成，放电分散性小，伏秒特性＜br /＞ 平坦，灭弧性能好。碳化硅阀片是以电工碳化硅为主体，与结合剂混合后，经压形、烧结而成的非线性电阻体，呈圆饼状。

电力部监察及生产协调司早在1993年10月30日第十七期情况通报上就对避雷器提出修改意见。而在通报发布与新标准修订的过渡阶段，对中性点非接地系统的氧化锌避雷器额定电压、持续运行电压的选择提出了如下设计规则：额定电压在参考SiC避雷器灭弧电压设计基础上乘以1.2-1.3倍，持续运行电压为系统运行高线电压上述基本数据由
于没有统一标准，避雷器厂家及使用单位在设计制造中会有出入。 [4] 3、贯彻2000年版新标准，、合理地对避雷器进行选型的现实性在我国2000年新标准中(GB11032-2000)，额定电压的选择上述1.2-1.3倍原则得到了认可，但持续运行电压的选择则出现了新规定：从反映避雷器使用寿命的参数1.5Un//U1mA作为参考值选择(设计)避雷器持续运行电压。以国内避雷器的设计、制造水平，
一般?值为80，故持续运行电压选择为额定电压的0.8倍。这一点我们从伏安曲线的小电流区上看，是有根据的。这样，在实践中根据具体条件进行模拟计算或按经验惯例对避雷器进行选型时，应考虑单相接地运行1h的过电压水平。但用户中的技术协议甚至电力设计院图纸中出现了许多与上述值有细差别的额定电压值，我认为是不必要的(如10kV中出现16.5kV、16.7kV等)。理由是实际设计避雷器过程中，额定电压值
在伏-安曲线中是在小电流区里面，均小于U1mAAC值，追求细之差在实际避雷器设计中得不到实现;另外从下面论述可知，按照新国标要求选择才能在许可过电压下使用(这是指不接地系统)。 [1] 4、按2000年版新标准中非接地系统氧化锌避雷器选型的科学性（1）额定电压的选择应按施加到避雷器端子间的大允许工频电压有效值选择、设计，此时能在所规定的动作负载试验中确定的暂态过电压下正确地工作。持
续运行电压的选择必须是允许持久地施加于避雷器端子间的有效值。此时工频放电电压要足够高，以免在被保护设备的绝缘能耐受不需保护的操作过电压下动作，延长使用寿命，且必须考虑到我国现阶段制造氧化锌避雷器的荷电率与残压的实际水平。（2）凡是工频电压升高较严重的处所或是设备绝缘试验电压较高的条件所允许，就应选择较高的氧化锌避雷器额定电压。工频参考电压的选择应等于或大于额定电压。这两点在新国标要求中都较好地
满足，下面计算也可发现是满足过电压要求的。国标要求，要保证单相接地运行2h不动作。严重情况是当单相接地与甩负荷同时发生，此时理论计算可能出现的大过电压为1.99倍，则选取的氧化锌避雷器容许持续运行电压UC(有效值)如下：国标按荷电率为0.8选取额定电压(即Ur≈1.25 UC)，均满足要求。

由于在结构上不能采用外并电容的均压措施。避雷器高度超过5m时，如不采取措施，其电位分布不均匀系数将达1.2，荷电率达98。这将加速高场强处电阻片的老化。因此，通过Solid Works三维设计及改善电位分布＜br /＞ 的设计，并通过改变均压环的数量、大小、放置位置及深度等措施使500 kV无间隙线路避雷器（5.4m高）电位分布不均匀系数限制在10.4 以下[5]，详在避雷器整体模压注射硅橡胶过程中，避雷器各部分均处于受热状态（100℃以上）。当模压硫化完成（即避雷器密封完成），烟台氧化锌避雷器冷却后内部将形成低气压。由“巴申曲线”可知，此时电阻片沿面闪络电压大为下降，有可能在较低电压下损坏避雷器。这是生产厂家容易忽略的工艺技＜br /＞ 术问题。＆emsp；＆emsp；（8）影响间隙放电稳定性的因素＆emsp；＆emsp；间隙放电电压的稳定性是避雷器保护性能的标准，棒－棒纯空气间隙与环－环带绝缘子支撑间隙放电特性本身存在差异。前者是极不均匀电场，后者是稍不均匀电场；前者放电电压稍低、分散性小，后者不仅分散性大，且受绝缘子污秽性能影响明显，当污秽引起漏电流且达到一定值时，它与避雷器本体漏电流形成一个“分压器”，明显地改变了整个避雷器电位分布，提高了避雷器放电电压值＜br /＞ ，这是设计者必须给予充分考虑的。 与瓷外套避雷器不同，复合外套避雷器的外套采用有机高分子材料，它必须进行许多验证其特性的试验[6]，如耐天侯试验、烟台氧化锌避雷器耐电蚀试验、耐盐雾试验等。这些试验的要求及试验方法大部分都已体现在IEC新版本的标准中。＆emsp；＆emsp；（1）复合外套起痕和电蚀试验＆emsp；＆emsp；按比例制作了避雷器比例元件。雾室温度20~25℃，盐雾中NaCl含量为9.8kg/m3，以3.9L/ m3·h速度喷＜br /＞ 向比例元件。同时将等比例持续运行电压Uc施加于比例元件上，持续时间1000h。试验期间无过流中断，比例元件复合外套无起痕、裂缝和树枝状裂纹产生，伞裙未击穿。＆emsp；＆emsp；（2）热机试验及沸水煮试验＆emsp；＆emsp；该项试验用于验证避雷器在冷热、机械力共同作用下法兰与环氧玻璃纤维布筒结合部分粘合剂的性能，该项试验分两步进行：＆emsp；＆emsp；1）比例元件在下列条件同时作用下进行试验：①2次（-35±5）℃ ~（50±5）℃冷＜br /＞ 热循环，高低温度至少保持8h，每一循环持续24h；②给比例元件施加50额定拉伸负荷的负荷力。＆emsp；＆emsp；2）比例元件在0.1 NaCl的溶液中沸煮42h后，立即放进环境温度的水溶液中浸泡24h，取出后在环境温度空气中静放24h，直到表面干燥。＆emsp；＆emsp；（3）爬电比距的选择＆emsp；＆emsp；硅橡胶的复合外套的耐污秽性能比瓷套高出66。这是由硅橡胶的憎水性所决定的，憎水性来自硅橡胶分子中具有排斥水分子天性的。试＜br /＞ 验结果表明：＆emsp；＆emsp；1）复合外套耐污秽性能远高于瓷套，烟台氧化锌避雷器但尚未取得定量的结论。＆emsp；＆emsp；2）复合外套提高的耐污性能可留给用户、电力部门作为裕度考虑。因此，爬电比距的设计仍按瓷外套标准考虑。这一设计还受两个外界因素影响：①复合外套比瓷套更容易提高爬电比距，但必须保证电弧小距离（如110kV下≥1m）；②笔者认为，两类有串联间隙避雷器选择爬电比距应有所不同：棒－棒纯空气有间隙避雷器本体爬距≥1.7cm/＜br /＞ kV即可认为是的，因为，正常运行电压下避雷器本体几乎不承受任何电压值；环－环绝缘支撑有间隙避雷器，其爬距应为避雷器本体爬距与支撑绝缘子爬距之和，作者建议，爬电比距应分别规定，避雷器本体≥1.7cm/kV，支撑绝缘子≥1.7cm/kV，因为在正常运行和雷击瞬间不同工况下，两者都需分别承受了几乎100的过电压，避雷器总体爬电比距≥3.4cm/kV。我国无间隙线路避雷器的使用量超过有间隙线路避雷器＜br /＞ ，90的330kV、500kV线路使用无间隙线路避雷器。无间隙避雷器在绝缘配合上，保护性能分散性小，仅仅取决于一条U-I特性曲线，保护裕度大。避雷器运行事故率已低于0.03/100相·年以下，且无间隙线路避雷器限制操作过电压的优点是目前有间隙线路避雷器所不能达到的。表4列出两种线路避雷器的技术要求及性能[无间隙线路避雷器的运行条件除满足一般电站避雷器要求外，还应满足以下条件：＆emsp；＆emsp；（1）承受各＜br /＞ 种内过电压作用，特别在线路中段，内过电压值高，过电压出现频率高，要求通流容量较大。

其正常使用条件：?海拔不超过1000m;?额定频率不小于48Hz不超过62Hz;?大风速不超过35m/s;?环境温度不高于40°C不低于-40°C;?地震烈度7度及以下地区；对于使用在特殊环境下（异常运行条件）的避雷器另开发了高原型、耐污型、抗震型产品。高原型--可使用在海拔1000m以上的高海拔地区；
耐污型--爬电比距大于2.5cm/kV等值附监密度等于或大于0.03mg/cm2的重污秽地区；抗震型--使用在地震烈度9度（水平加速度0.5g )的强震地区。■优异的保护特性无间隙氧化锌避雷器由于采用了非线性伏-安特性十分优异的氧化锌电阻片，陡波、雷电波、操作波下的保护特性比传统的碳化硅避雷器均有明显的改善，特别是氣化锌电阻片良好的陡波响应特性，对陡波电压无迟延；操
作残压低，无放电分散性等优点克服了碳化硅避雷器所固有的因陡波放电迟延引起陡波放电电压高；操作波放电分散性大，致使操作波放电电压高等缺点，从而增大了陡波，操作波下的保护裕度，在绝缘配合方面，可以做到陡波，雷电波、操作波下的保护裕度接近一致，对设备提供佳保护，提高了保护可靠性。110-200kV氧化锌避雷器的典型伏-安特性绘于图1-2。用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流幅
值的一种电器。本术语包含运行安装时对于该电器正常功能所必须的任何外部间隙，而不论其是否作为整体的一个部件。注1：避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间。注2：避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器（surge divider）。摘自：《电工术语 避雷器、低压电涌保护器及元件》，GB/T 2900.12-2008。2）避雷器是通线缆防止雷电损坏
时经常采用的另一种重要的设备。下面介绍避雷器的相关知识。避雷器：用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，也常限制续流幅值的一种电器。

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