避雷器教學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 避雷器教學(xué)避雷器教學(xué)PPT課件課件 第1頁/共35頁 （1 1）避雷器的保護(hù)原理）避雷器的保護(hù)原理 避雷器設(shè)置在與被保護(hù)設(shè)備對(duì)地并聯(lián)的位置，如圖所示，各種避避雷器設(shè)置在與被保護(hù)設(shè)備對(duì)地并聯(lián)的位置，如圖所示，各種避 雷器均有一個(gè)共同的特性，即在高電壓作用下呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，而在雷器均有一個(gè)共同的特性，即在高電壓作用下呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，而在 低電壓作用下呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。在發(fā)生雷擊時(shí)，當(dāng)雷電波過電壓沿線低電壓作用下呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。在發(fā)生雷擊時(shí)，當(dāng)雷電波過電壓沿線 路傳輸?shù)奖芾灼靼惭b點(diǎn)后，由于這時(shí)作用于避雷器上的電壓很高，路傳輸?shù)奖芾灼靼惭b點(diǎn)后，由于這時(shí)作用于避雷器上的電壓很高， 避雷器將動(dòng)作，并呈低阻

2、狀態(tài)，從而限制過電壓，同時(shí)將過電壓引避雷器將動(dòng)作，并呈低阻狀態(tài)，從而限制過電壓，同時(shí)將過電壓引 起的大電流泄放入地，使與之并聯(lián)的設(shè)備免遭過電壓的損害。在雷起的大電流泄放入地，使與之并聯(lián)的設(shè)備免遭過電壓的損害。在雷 電侵入波消失后，線路又恢復(fù)了正常傳輸?shù)墓る娗秩氩ㄏШ?，線路又恢復(fù)了正常傳輸?shù)墓?頻電壓，這一工頻電壓相對(duì)雷電侵頻電壓，這一工頻電壓相對(duì)雷電侵 入波過電壓來說是低的，于是避雷入波過電壓來說是低的，于是避雷 器將轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，接近于開路器將轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，接近于開路 ，此時(shí)避雷器的存在將不會(huì)對(duì)線路，此時(shí)避雷器的存在將不會(huì)對(duì)線路 上正常工頻電壓的傳輸產(chǎn)生響應(yīng)。上正常工頻電壓的傳輸產(chǎn)生響

3、應(yīng)。 避雷避雷 器器 設(shè)設(shè) 備備 線路線路 被保護(hù)設(shè)備被保護(hù)設(shè)備 雷電侵入波雷電侵入波 第2頁/共35頁 （2） 對(duì)避雷器的基本要求 為了使避雷器能夠發(fā)揮出預(yù)計(jì)的保護(hù)效果，它必須滿足兩個(gè)基本性能要求 有良好的伏秒特性，以易于實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合。 應(yīng)有較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)運(yùn)行。 電氣設(shè)備的沖擊絕緣強(qiáng)度都由伏秒特性（曲線）表示。避雷器與被保護(hù)電氣設(shè)備的伏秒特性之間應(yīng)有合理的配合，才能發(fā)揮保護(hù)作用。 伏秒特性是將放電間隙擊穿電壓值與放電時(shí)間聯(lián)系起來以表征間隙擊穿特性的一種方法。 通過實(shí)驗(yàn)繪制間隙伏秒特性的方法是：保持間隙距離和沖擊電壓波形不變，逐漸升高

4、電壓使間隙發(fā)生擊穿，記錄擊穿電壓波形，讀取擊穿電壓值U與擊穿時(shí)間t 第3頁/共35頁 間隙的伏秒特性曲線的形狀與間隙中的電場分布有關(guān)。在均勻場和稍不均勻電場中，擊穿時(shí)的平均場強(qiáng)較高，放電發(fā)展較快，放電時(shí)延較短，伏秒特性曲線平坦；在極不均勻電場中，平均擊穿場強(qiáng)較低，放電時(shí)延較長，放電分散性大，伏秒特性曲線較為陡峭。 實(shí)際上，放電時(shí)間具有分散性，即在每級(jí)電壓下可測得不同的放電時(shí)間，所以伏秒特性是具有上、下包線為界得帶狀區(qū)域。工程上為方便起見，通常用平均伏秒特性或50%伏秒特性曲線表征間隙的沖擊擊穿特性，在絕緣配合中伏秒特性具有重要的意義。 1電氣設(shè)備的伏秒特性；電氣設(shè)備的伏秒特性； 2避雷器的伏秒

5、特性；避雷器的伏秒特性； 3電器設(shè)備上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓電器設(shè)備上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓 避雷器與電氣設(shè)備的伏秒特性配合避雷器與電氣設(shè)備的伏秒特性配合 第4頁/共35頁 在雷電過電壓作用下，避雷器開始動(dòng)作導(dǎo)通后，就形成在雷電過電壓作用下，避雷器開始動(dòng)作導(dǎo)通后，就形成 了相導(dǎo)線對(duì)地的近似短路。由于雷電過電壓持續(xù)時(shí)間很了相導(dǎo)線對(duì)地的近似短路。由于雷電過電壓持續(xù)時(shí)間很 短，當(dāng)避雷器兩端的過電壓消失后，系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓短，當(dāng)避雷器兩端的過電壓消失后，系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓 又繼續(xù)作用在避雷器兩端，在這一正常運(yùn)行電壓作用下又繼續(xù)作用在避雷器兩端，在這一正常運(yùn)行電壓作用下 ，處于導(dǎo)通狀態(tài)的避雷器中繼續(xù)流過工

6、頻接地電流，該，處于導(dǎo)通狀態(tài)的避雷器中繼續(xù)流過工頻接地電流，該 電流稱為工頻續(xù)流。工頻續(xù)流的存在一方面使相導(dǎo)線對(duì)電流稱為工頻續(xù)流。工頻續(xù)流的存在一方面使相導(dǎo)線對(duì) 地的短路狀態(tài)繼續(xù)維持，系統(tǒng)無法恢復(fù)正常運(yùn)行，另一地的短路狀態(tài)繼續(xù)維持，系統(tǒng)無法恢復(fù)正常運(yùn)行，另一 方面也會(huì)使避雷器自身受到損壞。為此，避雷器應(yīng)具備方面也會(huì)使避雷器自身受到損壞。為此，避雷器應(yīng)具備 較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力，應(yīng)能在雷電過電壓消失后較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力，應(yīng)能在雷電過電壓消失后 工頻續(xù)流的第一次過零時(shí)自行切斷工頻續(xù)流，恢復(fù)系統(tǒng)工頻續(xù)流的第一次過零時(shí)自行切斷工頻續(xù)流，恢復(fù)系統(tǒng) 的正常運(yùn)行。的正常運(yùn)行。 第5頁/共35頁 避

7、雷器的發(fā)展史避雷器的發(fā)展史 1、角形保護(hù)間隙 結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理：常用的角形保護(hù)間隙如下圖所示。常用的角形保護(hù)間隙如下圖所示。 由主間隙由主間隙1 1和輔助間隙和輔助間隙2 2串聯(lián)而成。主間隙的兩個(gè)電極做串聯(lián)而成。主間隙的兩個(gè)電極做 成角形，在正常運(yùn)行時(shí)，間隙對(duì)地是絕緣的，當(dāng)承受雷成角形，在正常運(yùn)行時(shí)，間隙對(duì)地是絕緣的，當(dāng)承受雷 電過電壓作用時(shí)，間隙擊穿，工作線路被接地，從而使電過電壓作用時(shí)，間隙擊穿，工作線路被接地，從而使 得與間隙并聯(lián)的電氣設(shè)備得到保護(hù)。得與間隙并聯(lián)的電氣設(shè)備得到保護(hù)。 輔助間隙的設(shè)置是為了防止主輔助間隙的設(shè)置是為了防止主 間隙被外物（如小鳥）短路，間隙被外物（如

8、小鳥）短路， 以避免整個(gè)保護(hù)間隙誤動(dòng)作。以避免整個(gè)保護(hù)間隙誤動(dòng)作。 主間隙做成羊角形，主要是為主間隙做成羊角形，主要是為 了便于讓工頻續(xù)流電弧在其自了便于讓工頻續(xù)流電弧在其自 身電磁力和熱氣流作用下被向身電磁力和熱氣流作用下被向 上拉長而易于熄滅。上拉長而易于熄滅。 F工頻續(xù)流電弧運(yùn)動(dòng)方向工頻續(xù)流電弧運(yùn)動(dòng)方向 角形保護(hù)間隙角形保護(hù)間隙 第6頁/共35頁 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，維護(hù)方便。其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，維護(hù)方便。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于保護(hù)間隙在動(dòng)作擊穿后會(huì)產(chǎn)生高峰由于保護(hù)間隙在動(dòng)作擊穿后會(huì)產(chǎn)生高峰 值的截波，所以它不能被用于保護(hù)電機(jī)值的截波，所以它不能被用于保護(hù)電機(jī) 、變壓器和電抗

9、器等帶線圈繞組的電氣、變壓器和電抗器等帶線圈繞組的電氣 設(shè)備。同時(shí)，保護(hù)間隙的滅弧能力差，設(shè)備。同時(shí)，保護(hù)間隙的滅弧能力差， 難以有效地切斷工頻續(xù)流，會(huì)造成所在難以有效地切斷工頻續(xù)流，會(huì)造成所在 系統(tǒng)因短路接地而跳閘，引起供電中斷系統(tǒng)因短路接地而跳閘，引起供電中斷 ，為此就需要將保護(hù)間隙配合自動(dòng)重合，為此就需要將保護(hù)間隙配合自動(dòng)重合 閘使用。閘使用。 使用：使用：在在10kV以下電網(wǎng)中使用。以下電網(wǎng)中使用。 每當(dāng)間隙過電壓擊穿后，在工作電壓的作用下將每當(dāng)間隙過電壓擊穿后，在工作電壓的作用下將 有一工頻電流繼續(xù)流過已經(jīng)電離化了的通道，這一電有一工頻電流繼續(xù)流過已經(jīng)電離化了的通道，這一電 流稱為工

10、頻續(xù)流。流稱為工頻續(xù)流。 第7頁/共35頁 2 2、排氣式避雷器、排氣式避雷器 結(jié)構(gòu)和工作原理：結(jié)構(gòu)和工作原理：排氣式避雷器的原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由兩個(gè) 間隙串聯(lián)組成。一個(gè)間隙S1裝在產(chǎn)氣管1內(nèi)，稱為內(nèi)間隙（又稱管型避管型避 雷器）雷器）。另一個(gè)間隙另一個(gè)間隙S2S2裝在產(chǎn)氣管外，稱為外間隙。而當(dāng)雷電壓過電裝在產(chǎn)氣管外，稱為外間隙。而當(dāng)雷電壓過電 壓作用于避雷器兩端時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)間隙均被擊穿，使雷電流經(jīng)間隙壓作用于避雷器兩端時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)間隙均被擊穿，使雷電流經(jīng)間隙 入地，在雷電過電壓消失后，系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓將在間隙中繼續(xù)維持入地，在雷電過電壓消失后，系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓將在間隙中繼續(xù)維持 工頻

11、續(xù)流電弧，電弧的高溫使產(chǎn)氣管內(nèi)的有機(jī)材料分解工頻續(xù)流電弧，電弧的高溫使產(chǎn)氣管內(nèi)的有機(jī)材料分解 并產(chǎn)生大量氣體，使并產(chǎn)生大量氣體，使 管內(nèi)氣壓升高，氣體管內(nèi)氣壓升高，氣體 在高氣壓作用下由環(huán)在高氣壓作用下由環(huán) 形電極的孔口急速噴形電極的孔口急速噴 出，從縱向強(qiáng)烈地吹出，從縱向強(qiáng)烈地吹 動(dòng)電弧通道，使工頻動(dòng)電弧通道，使工頻 續(xù)流在第一次過零時(shí)續(xù)流在第一次過零時(shí) 熄滅。熄滅。 線路 外部間隙 內(nèi)部間隙 產(chǎn)氣管 棒形電極 環(huán)行電極 動(dòng)作 指示 器 接地 膠木管 排氣排氣 式避雷器（式避雷器（ 也稱管型避雷器）也稱管型避雷器） 第8頁/共35頁 優(yōu)點(diǎn)：有較強(qiáng)滅弧能力 缺點(diǎn)：其所采用的火花間隙亦屬于極不均

12、勻電場，也會(huì) 產(chǎn)生很大的截波，運(yùn)行維護(hù)比較麻煩，運(yùn)行不甚可靠，炸管 等故障是他成為事故源之一。 排氣式避雷器的滅弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)。續(xù)流排氣式避雷器的滅弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)。續(xù)流 太大產(chǎn)氣過多，會(huì)使管子爆炸；續(xù)流過小產(chǎn)氣不足，則不能太大產(chǎn)氣過多，會(huì)使管子爆炸；續(xù)流過小產(chǎn)氣不足，則不能 滅弧。滅弧。 排氣式避雷器的主要缺點(diǎn)是：排氣式避雷器的主要缺點(diǎn)是： （1 1） 伏秒特性太陡，而且分散性較大，難于和被保護(hù)電伏秒特性太陡，而且分散性較大，難于和被保護(hù)電 氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合；氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合； （2 2） 放電間隙動(dòng)作后工作導(dǎo)線直接接地，形成幅值很高放電間隙動(dòng)作后工作導(dǎo)

13、線直接接地，形成幅值很高 的沖擊載波，危及變電器的絕緣；的沖擊載波，危及變電器的絕緣； （3 3） 運(yùn)行維護(hù)也較麻煩。運(yùn)行維護(hù)也較麻煩。 第9頁/共35頁 3、 閥式避雷器閥式避雷器 普通閥式避雷器-變電所防雷保護(hù)的重點(diǎn)對(duì)象是變 壓器，而前面兩種因截波問題都不能承擔(dān)保護(hù)變壓器的重 任。閥式避雷器主要由火花間隙及與之串聯(lián)的工作電阻兩 部分組成，為避免外界因素（大氣條件、潮氣、污穢等） 的影響，它們密封于瓷套中。注：火花間隙采用的是均勻 電場。 磁吹閥式避雷器-為了減小閥式避雷器的切斷比和 保護(hù)比之值，及為了改進(jìn)其保護(hù)性能，采用了滅弧能力較 強(qiáng)的磁吹火花間隙和通流能力較大的高溫閥片.（仍然存在 工

14、頻續(xù)流的問題，通流容量不大） 第10頁/共35頁 閥片電阻 間隙 線路 普通閥型避雷器普通閥型避雷器 火 花 間 隙 組 閥 片 火 花 間 隙 組 普通閥式避雷器整體結(jié)構(gòu)普通閥式避雷器整體結(jié)構(gòu) 第11頁/共35頁 電弧拉長式磁吹間隙電弧拉長式磁吹間隙 磁吹避雷器的原理電路磁吹避雷器的原理電路 第12頁/共35頁 5 5、氧化鋅避雷器、氧化鋅避雷器 （1 1）氧化鋅避雷器的基本結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器的基本結(jié)構(gòu) 氧化鋅避雷器采用的核心部件是氧化鋅壓敏電阻閥片，它以氧氧化鋅避雷器采用的核心部件是氧化鋅壓敏電阻閥片，它以氧 化鋅（化鋅（ZnOZnO）為主體，適當(dāng)添加其它金屬氧化物，經(jīng)專門加工成細(xì)粒）為主體

15、，適當(dāng)添加其它金屬氧化物，經(jīng)專門加工成細(xì)粒 并混合攪拌均勻，再經(jīng)烘干、壓制成工作圓盤，在并混合攪拌均勻，再經(jīng)烘干、壓制成工作圓盤，在10001000以上的高溫以上的高溫 中燒制而成。典型氧化鋅壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)包括氧化鋅主體、晶界中燒制而成。典型氧化鋅壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)包括氧化鋅主體、晶界 層、尖晶石晶粒以及一些孔隙等部分，其示意圖見下圖（層、尖晶石晶粒以及一些孔隙等部分，其示意圖見下圖（a a），顯微），顯微 照片（照片（b b）。）。 （a） （b） 氧化鋅壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)示意圖（氧化鋅壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)示意圖（a）和顯微照片（）和顯微照片（b） 第13頁/共35頁 氧化鋅主體的電阻率為

16、（氧化鋅主體的電阻率為（0.001-0.10.001-0.1）mm，由，由 尺寸為（尺寸為（10-3010-30）mm的的ZnOZnO的晶粒組成，固溶有的晶粒組成，固溶有 微量微量CoCo的的MnMn等元素，晶界層是由許多添加成份等元素，晶界層是由許多添加成份 組成，在低電場區(qū)其電阻率大于組成，在低電場區(qū)其電阻率大于10 108 8mm ，在高電場區(qū)，晶界層將導(dǎo)通。尖晶石晶粒是，在高電場區(qū)，晶界層將導(dǎo)通。尖晶石晶粒是 氧化鋅與氧化銻的混合氧化物，同時(shí)還摻有氧化鋅與氧化銻的混合氧化物，同時(shí)還摻有CoCo 、MnMn、NiNi和和CrCr等雜質(zhì)元素，晶粒平均直徑約為等雜質(zhì)元素，晶粒平均直徑約為 幾

17、個(gè)幾個(gè)mm。孔隙分布在氧化鋅晶粒和晶界層內(nèi)?？紫斗植荚谘趸\晶粒和晶界層內(nèi) 。 第14頁/共35頁 （2 2）伏安特性伏安特性 氧化勻壓敏電阻在實(shí)際應(yīng)用中最為重要的氧化勻壓敏電阻在實(shí)際應(yīng)用中最為重要的 性能指標(biāo)是其電壓與電流之間的非線性關(guān)系，性能指標(biāo)是其電壓與電流之間的非線性關(guān)系， 即伏安特性，典型氧化鋅閥片的伏安特性如下即伏安特性，典型氧化鋅閥片的伏安特性如下 圖所示，該特性可大致劃分為三個(gè)工作區(qū)圖所示，該特性可大致劃分為三個(gè)工作區(qū): :即小即小 電流區(qū)、限壓工作區(qū)和過載區(qū)。電流區(qū)、限壓工作區(qū)和過載區(qū)。 氧化鋅壓敏電阻閥片伏安特性氧化鋅壓敏電阻閥片伏安特性 第15頁/共35頁 在小電流區(qū)，閥

18、片中電流很小，呈現(xiàn)出高阻狀態(tài)，在系統(tǒng)正在小電流區(qū)，閥片中電流很小，呈現(xiàn)出高阻狀態(tài)，在系統(tǒng)正 常運(yùn)行時(shí)，氧化鋅避雷器中的壓敏電阻閥片就工作于此區(qū)。常運(yùn)行時(shí)，氧化鋅避雷器中的壓敏電阻閥片就工作于此區(qū)。 在限壓工作區(qū)，閥片中流過的電流較大，特性曲線平坦，動(dòng)態(tài)在限壓工作區(qū)，閥片中流過的電流較大，特性曲線平坦，動(dòng)態(tài) 電阻氧化鋅壓敏電阻閥片與碳化硅閥片的伏安特性伏安特性的比較電阻氧化鋅壓敏電阻閥片與碳化硅閥片的伏安特性伏安特性的比較 小，壓敏電阻發(fā)揮對(duì)過電壓的限壓作用在此區(qū)內(nèi)的非線性指數(shù)約為小，壓敏電阻發(fā)揮對(duì)過電壓的限壓作用在此區(qū)內(nèi)的非線性指數(shù)約為 0.015-0.050.015-0.05。 在過載區(qū)，閥

19、片中流過的電流很大，特性曲線迅速上翹，電阻在過載區(qū)，閥片中流過的電流很大，特性曲線迅速上翹，電阻 顯著增大，限壓功能惡化，閥片出現(xiàn)電流過載。顯著增大，限壓功能惡化，閥片出現(xiàn)電流過載。 第16頁/共35頁 從伏安特性上可見，氧化鋅閥片具有良好的非線性特性，如下圖所示，從伏安特性上可見，氧化鋅閥片具有良好的非線性特性，如下圖所示， 它比碳化硅閥片的伏安特性要優(yōu)越得多。氧化鋅避雷器在過電壓作用時(shí)它比碳化硅閥片的伏安特性要優(yōu)越得多。氧化鋅避雷器在過電壓作用時(shí) 電阻很小，殘壓很低，而在系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓作用時(shí)電阻很高，實(shí)際上電阻很小，殘壓很低，而在系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓作用時(shí)電阻很高，實(shí)際上 接近于開路，因此不

20、必用類似于碳化硅避雷器那樣采用間隙來隔離正常接近于開路，因此不必用類似于碳化硅避雷器那樣采用間隙來隔離正常 運(yùn)行電壓，可以將氧化鋅壓敏電阻直接接到電網(wǎng)上運(yùn)行也不致被燒壞。運(yùn)行電壓，可以將氧化鋅壓敏電阻直接接到電網(wǎng)上運(yùn)行也不致被燒壞。 通過比較下圖中的兩種伏安特性可知，兩者在通過比較下圖中的兩種伏安特性可知，兩者在10kA10kA下殘壓大致相等，但下殘壓大致相等，但 在系統(tǒng)正常運(yùn)行相電壓下，碳化硅閥片電流達(dá)（在系統(tǒng)正常運(yùn)行相電壓下，碳化硅閥片電流達(dá)（200-400200-400）A A，而氧化鋅，而氧化鋅 閥片則為（閥片則為（10-5010-50）AA，可近似認(rèn)為等于零，這也是氧化鋅避雷器可以，

21、可近似認(rèn)為等于零，這也是氧化鋅避雷器可以 不用串聯(lián)間隙而成為無間隙與無續(xù)流避雷器的原因。不用串聯(lián)間隙而成為無間隙與無續(xù)流避雷器的原因。 氧化鋅壓敏電阻閥片與碳化硅氧化鋅壓敏電阻閥片與碳化硅 閥片的伏安特性伏安特性的比較閥片的伏安特性伏安特性的比較 第17頁/共35頁 （3 3）保護(hù)性能特點(diǎn)）保護(hù)性能特點(diǎn) 鑒于氧化鋅避雷器具有優(yōu)異的非線性伏安特性，鑒于氧化鋅避雷器具有優(yōu)異的非線性伏安特性， 在過電壓保護(hù)性能上，它與碳化硅避雷器相比有許多在過電壓保護(hù)性能上，它與碳化硅避雷器相比有許多 自身的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也常是它的優(yōu)點(diǎn)自身的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也常是它的優(yōu)點(diǎn): : 、無間隙、無續(xù)流、無間隙、無續(xù)流 由于

22、在正常運(yùn)行電壓作用下氧化鋅避雷器中的電由于在正常運(yùn)行電壓作用下氧化鋅避雷器中的電 流極小，不必裝串聯(lián)間隙，不存在工頻續(xù)流問題。在流極小，不必裝串聯(lián)間隙，不存在工頻續(xù)流問題。在 雷電或操作過電壓作用下，氧化鋅避雷器只吸收過電雷電或操作過電壓作用下，氧化鋅避雷器只吸收過電 壓能量，不吸收工頻續(xù)流能量，因此能減輕動(dòng)作負(fù)載壓能量，不吸收工頻續(xù)流能量，因此能減輕動(dòng)作負(fù)載 ，同時(shí)對(duì)避雷器所在系統(tǒng)的影響甚微。在大電流重復(fù)，同時(shí)對(duì)避雷器所在系統(tǒng)的影響甚微。在大電流重復(fù) 沖擊作用后，氧化鋅閥片的特性穩(wěn)定，變化極小，且沖擊作用后，氧化鋅閥片的特性穩(wěn)定，變化極小，且 具有耐受多重雷電或操作過電壓作用的能力。具有耐受

23、多重雷電或操作過電壓作用的能力。 第18頁/共35頁 、保護(hù)可靠性高、保護(hù)可靠性高 氧化鋅避雷器在氧化鋅避雷器在10kA10kA下的殘壓水平雖然與碳化硅避雷下的殘壓水平雖然與碳化硅避雷 器相當(dāng)，但氧化鋅閥片的伏安特性非線性程度高，有進(jìn)一器相當(dāng)，但氧化鋅閥片的伏安特性非線性程度高，有進(jìn)一 步降低殘壓的潛力，尤其是它不需間隙動(dòng)作，電壓稍高于步降低殘壓的潛力，尤其是它不需間隙動(dòng)作，電壓稍高于 動(dòng)作電壓即可迅速吸收過電壓能量，抑制過電壓的發(fā)展。動(dòng)作電壓即可迅速吸收過電壓能量，抑制過電壓的發(fā)展。 如圖所示，氧化鋅避雷器的保護(hù)效果明顯優(yōu)于碳化硅避雷如圖所示，氧化鋅避雷器的保護(hù)效果明顯優(yōu)于碳化硅避雷 器。器

24、。 氧化鋅避雷器的保護(hù)效果氧化鋅避雷器的保護(hù)效果 第19頁/共35頁 、通流容量大、通流容量大 由于氧化鋅避雷器沒有間隙，其允許吸由于氧化鋅避雷器沒有間隙，其允許吸 收能量不受間隙燒傷的制約而僅與自身的強(qiáng)收能量不受間隙燒傷的制約而僅與自身的強(qiáng) 度有關(guān)。研究表明，在雷電或操作過電壓作度有關(guān)。研究表明，在雷電或操作過電壓作 用下，氧化鋅閥片單位體積吸收的能量比碳用下，氧化鋅閥片單位體積吸收的能量比碳 化硅閥片大化硅閥片大4 4倍左右，另外，由于氧化鋅閥片倍左右，另外，由于氧化鋅閥片 殘壓的分散性小，約為碳化硅閥片的殘壓的分散性小，約為碳化硅閥片的1/31/3，電，電 流分布特性較為均勻，可以考慮通

25、過閥片并流分布特性較為均勻，可以考慮通過閥片并 聯(lián)或整只避雷器并聯(lián)的方式來進(jìn)一步提高氧聯(lián)或整只避雷器并聯(lián)的方式來進(jìn)一步提高氧 化鋅避雷器的通流容量。化鋅避雷器的通流容量。 第20頁/共35頁 、溫度響應(yīng)和陡波響應(yīng)特性較為理想、溫度響應(yīng)和陡波響應(yīng)特性較為理想 氧化鋅閥片具有良好的溫度響應(yīng)特性，在低電流氧化鋅閥片具有良好的溫度響應(yīng)特性，在低電流 密度范圍（密度范圍（10 10-3 -3A/cm A/cm2 2）內(nèi)呈現(xiàn)出負(fù)的溫度系數(shù)，如圖）內(nèi)呈現(xiàn)出負(fù)的溫度系數(shù)，如圖 所示。在高電流密度區(qū)，呈現(xiàn)很小的正溫度系數(shù)，可所示。在高電流密度區(qū)，呈現(xiàn)很小的正溫度系數(shù)，可 以忽略溫度變化氧化鋅避雷器的溫度響應(yīng)特性

26、對(duì)保護(hù)以忽略溫度變化氧化鋅避雷器的溫度響應(yīng)特性對(duì)保護(hù) 性能的影響。性能的影響。 氧化鋅避雷器的溫度響應(yīng)特性氧化鋅避雷器的溫度響應(yīng)特性 第21頁/共35頁 此外，氧化鋅避雷器還具有較為理想的陡波響應(yīng)此外，氧化鋅避雷器還具有較為理想的陡波響應(yīng) 特性，它不存在間隙放電的時(shí)延問題，僅需要考慮陡特性，它不存在間隙放電的時(shí)延問題，僅需要考慮陡 波下伏秒特性的上翹特征，而這種上翹特性要比碳化波下伏秒特性的上翹特征，而這種上翹特性要比碳化 硅閥片低得多，因此對(duì)陡波過電壓的保護(hù)效果得到了硅閥片低得多，因此對(duì)陡波過電壓的保護(hù)效果得到了 明顯的改善，如圖所示明顯的改善，如圖所示 。 氧化鋅避雷器的陡波響應(yīng)特性氧化鋅

27、避雷器的陡波響應(yīng)特性 第22頁/共35頁 （4 4）氧化鋅避雷器的電氣特性參數(shù)氧化鋅避雷器的電氣特性參數(shù) 、額定電壓、額定電壓 額定電壓是指允許加在避雷器兩端的最大工頻電壓有效值。這額定電壓是指允許加在避雷器兩端的最大工頻電壓有效值。這 一參數(shù)是按電網(wǎng)單相接地條件下健全相上最大工頻過電壓來選取的，一參數(shù)是按電網(wǎng)單相接地條件下健全相上最大工頻過電壓來選取的， 并通過動(dòng)作負(fù)荷試驗(yàn)和工頻電壓耐受特性試驗(yàn)進(jìn)行校核。在額定電并通過動(dòng)作負(fù)荷試驗(yàn)和工頻電壓耐受特性試驗(yàn)進(jìn)行校核。在額定電 壓下，避雷器應(yīng)能吸收規(guī)定的雷電或操作過電壓能量，其自身特性壓下，避雷器應(yīng)能吸收規(guī)定的雷電或操作過電壓能量，其自身特性 基本

28、不變，不發(fā)生熱擊穿?；静蛔?，不發(fā)生熱擊穿。UrKUtUrKUt（額定電壓（額定電壓 切除故障時(shí)間系數(shù)切除故障時(shí)間系數(shù) 暫時(shí)過電壓）暫時(shí)過電壓）Ut=1.1UmUt=1.1Um（系統(tǒng)最高電壓）（系統(tǒng)最高電壓）Um=1.15UnUm=1.15Un 10kv10kv系統(tǒng)系統(tǒng) U U相相=5.77KV Um=11.5kv Ut=12.65KV Ur16.445KV=5.77KV Um=11.5kv Ut=12.65KV Ur16.445KV 、持續(xù)運(yùn)行電壓、持續(xù)運(yùn)行電壓 持續(xù)運(yùn)行電壓是指允許長期連續(xù)加在避雷器兩端的工頻電壓有效值。持續(xù)運(yùn)行電壓是指允許長期連續(xù)加在避雷器兩端的工頻電壓有效值。 氧化鋅避

29、雷器在吸收過電壓能量時(shí)溫度升高，限壓結(jié)束后避雷器在氧化鋅避雷器在吸收過電壓能量時(shí)溫度升高，限壓結(jié)束后避雷器在 此電壓下應(yīng)能正常冷卻而不致發(fā)生熱擊穿。避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓此電壓下應(yīng)能正常冷卻而不致發(fā)生熱擊穿。避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓 一般應(yīng)等于或大于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓。一般應(yīng)等于或大于系統(tǒng)的最高運(yùn)行相電壓。 第23頁/共35頁 、起始動(dòng)作電壓、起始動(dòng)作電壓 起始動(dòng)作電壓是指氧化鋅避雷器通過起始動(dòng)作電壓是指氧化鋅避雷器通過1mA1mA工頻電流幅值或直流工頻電流幅值或直流 電流時(shí)，其兩端工頻電壓幅值或直流電壓值，該值大致位于伏安特電流時(shí)，其兩端工頻電壓幅值或直流電壓值，該值大致位于伏安特 性曲線上由小

30、電流區(qū)向限壓工作區(qū)轉(zhuǎn)折的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，從這一電壓開性曲線上由小電流區(qū)向限壓工作區(qū)轉(zhuǎn)折的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，從這一電壓開 始，避雷器將進(jìn)入限壓工作狀態(tài)。始，避雷器將進(jìn)入限壓工作狀態(tài)。 、殘壓、殘壓 殘壓是指避雷器通過規(guī)定波形的沖擊電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電殘壓是指避雷器通過規(guī)定波形的沖擊電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電 壓峰值，殘壓越低，避雷器的限壓性能越好。壓峰值，殘壓越低，避雷器的限壓性能越好。 第24頁/共35頁 、荷電率、荷電率 荷電率表示氧化鋅閥片上的電壓負(fù)荷，它是避雷器荷電率表示氧化鋅閥片上的電壓負(fù)荷，它是避雷器 的持續(xù)運(yùn)行電壓幅值與直流起始動(dòng)作電壓的比值。荷電的持續(xù)運(yùn)行電壓幅值與直流起始動(dòng)作電壓的比值。荷電 率的高低將直接影響到避雷器的老化過程。當(dāng)荷電率高率的高低將直接影響到避雷器的老化過程。當(dāng)荷電率高 時(shí)，會(huì)加快避雷器的老化，適當(dāng)降低荷電率可以改善避時(shí)，會(huì)加快避雷器的老化，適當(dāng)降低荷電率可以改善避 雷器的老化性能，同時(shí)也可提高避雷器