[分享]避雷器的基本概念、类型特点配置方式的介绍

发表于2021-11-07     86人浏览     1人跟帖     总热度:183  

避雷器的基本概念、类型特点配置方式的介绍_1

 一、基本概念

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内,以免危及被保护设备的绝缘。它是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。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。

用于保护交流输变电设备的绝缘,免受雷电过电压和操作过电压损害。适用于变压器、输电线路、配电屏、开关柜、电力计量箱、真空开关、并联补偿电容器等过电压保护。也是线缆防止雷电损坏时经常采用的重要的设备。 

二、避雷器的类型及特点

避雷器的类型有阀型避雷器、排气式避雷器、金属氧化物避雷器等,接下来我们大概了解下常用的两种避雷器的详细参数;

1)阀型避雷器,它是由火花间隙和阀片组成,装在密封的瓷套管内。火花间隙是用铜片冲制而成,每对为一个间隙,中间用垫圈式云母片隔开,其厚度约为0.5mm~1mm.在正常工作电压下,火花间隙不会被击穿从而隔断工频电流,但在雷电过电压时,火花间隙被击穿放电。阀片是用碳化硅制成的,具有非线性特征。在正常工作电压下,阀片电阻值较高,起到绝缘作用,而在雷电过电压下电阻值较小。当火花间隙击穿后,阀片能使雷电流泄放到大地中去,而当雷电压消失后,阀片又呈现较大电阻,使火花间隙恢复绝缘,切断工频续流,保证线路恢复正常运行。但是特别注意的是,雷电流流过阀片时要形成电压降(惨压),加在被保护电力设备上,惨压不能超过设备绝缘允许的耐压值,否则会使设备绝缘击穿。

 

避雷器的基本概念、类型特点配置方式的介绍_2

2)氧化锌避雷器,它是目前最先进的过电压保护设备。在结构上由基本元件、绝缘底座构成,基本元件内部由氧化锌电阻片串联组成。电阻片的形状有圆饼形状,也有环状。其工作原理与阀型避雷器基本相似,由于氧化锌非线性电阻片具有极高的电阻而呈现绝缘状态,有十分优良的非线性特性,在正常工作电压下,仅有几百微安的电流通过,因而无需采用串联的放电间隙,使其结构先进合理。

避雷器的基本概念、类型特点配置方式的介绍_3

 氧化锌避雷器主要有普通型(基本型)、有机外套氧化锌避雷器、整体式合成绝缘氧化锌避雷器、压敏电阻氧化锌避雷器共4种,如下图:

基本型(Y5W-10/27型)、有机外套型(HY5WS(2))、整体式合成绝缘(ZHY5W型)

  

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    有机外套氧化锌避雷器有无间隙和有间隙两种,由于这种避雷器具有保护特性好、通流能力强,且体积小、重量轻、不易破损、密封性好、耐污能力强等,无间隙应用比较多在变压开关、母线等电力设备的防雷,后者主要用于6~10kV中性点非直接接地配电系统的变压器、电缆头等交流配电设备的防雷。

整体式合成绝缘氧化锌避雷器是整体模压式无间隙避雷器,该型产品采用少量的硅橡胶作为合成绝缘材料,采用整体模压成型技术,它的特点是防爆防污、耐磨抗振能力强、体积小、重量轻,还可以采用悬挂绝缘子的方式,省去绝缘子。因此主要用于3~10kV电力系统电气设备的防雷。

3)金属氧化物避雷器的特点

   目前在新建或技术改造的变电所中,一般都选用氧化锌避雷器作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。

  氧化锌避雷器是一种与传统避雷器概念完全不同的新型避雷器。传统的避雷器都采用碳化硅阀片,正常运行时靠间隙将其同电源隔开,出现过电压时间间隙被击穿,阀片放电泄流。氧化锌不带间隙。金属氧化物构成的电阻片主要成分是氧化锌,正常工频电压下高电阻,从而限制了正常运行工况的泄漏电流;在大的放电电流下呈低电阻,从而限制加在避雷器上的电压。由于这种电阻片具有非常优良的非线性伏安特性,比传统的避雷器有更好的保护性能。

 

氧化锌避雷器与碳化硅阀型避雷器相比,具有下列优点:

1)残压低。具有平坦的伏安特性,非线性系数比碳化硅阀片小得多,所以残压低。

2)无续流,工频续流很小,可视为无续流,耐重复动作能力强。

3)通流容量大,氧化锌阀片单位面积通流能力比碳化硅阀片大4~4.5倍,所以可用以限制操作过电压(操作过电压需要吸收的能量较大)。

 

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4)氧化锌避雷器使用环境条件

a. 户内和户外;

b. 环境温度不高于40℃,不低于零下40℃;

c. 太阳光的辐射;

d. 海拔不超过2000m;

e. 地震烈度7级及以下地区;

f. 最大风速不超过35m/s;

g. 电源的频率不小于48Hz,不超过62Hz;

h. 长期施加在MOA上的工频电压不应超过MOA的持续运行电压。

 

二、金属氧化物避雷器配置方式

1、主变压器的避雷器配置

金属氧化物避雷器至主变压器间的最大电气距离

 

避雷器的基本概念、类型特点配置方式的介绍_6

      有效接地系统中的中性点不接地的变压器,如中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙,应在中性点装设雷电过电压保护装置,且宜选变压器中性点金属氧化物避雷器。如中性点采用全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运行,也应在中性点装设雷电过电压保护装置。

不接地、消弧线圈接地和高阻接地系统中的变压器中性点,一般不装设保护装置,但多雷区单进线变电所且变压器中性点引出时,宜装设保护装置;中性点接有消弧线圈的变压器,如有单进线运行可能,也应在中性点装设氧化锌避雷器。

变电所的3~10kV配电装置(含变压器),应在每组母线和架空进线上装设阀式避雷器,可采用电站和配电式阀式避雷器或氧化锌避雷器,并应用如下图的保护接线。

 

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架空进线全部在厂区内,且受到其他建筑物屏蔽时,可只在母线上装设阀式避雷器;有电缆段的架空线路,阀式避雷器应装设在电缆头附近,其接地端应和电缆金属外皮相连。如各架空进线均有电缆段,则阀式避雷器与主变压器的最大电气距离不受限制。3~10kV配电所,当没有所用变压器时,可仅在每路架空进线上装设阀式避雷器。

 

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来源:建筑电气人

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 发表于2021-11-07   |  只看该作者      

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薄暮晨光123

北京 门头沟区 | 建筑电气

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华电学渣一枚 目前在职电气设计

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