比較閥型避雷器和氧化鋅避雷器的優(yōu)缺點

1、比較閥型避雷器和氧化鋅避雷器的優(yōu)缺點 11閥型避雷器的工作原理當系統(tǒng)正常時火花間隙將閥片電阻和工作母線隔離以免由工作電壓在閥片電阻中產生的電流使閥片電阻燒壞。一旦工作母線上的電壓超過其擊穿電壓值時火花間隙將被擊穿并引導雷電流通過閥片電阻泄入大地此時閥片電阻的阻值將自動變小以降低在其兩端形成的殘壓。雷電流消逝后作用在閥片電阻上的電壓即為工頻電壓此時閥片電阻的阻值將自動變大限制了工頻續(xù)流以促使電弧快速可靠熄滅。2閥型避雷器由多個火花間隙和閥片電阻串聯(lián)構成?；鸹ㄩg隙極間距離小電場近似與均勻電場伏秒特性比較平坦易于實現(xiàn)絕緣配合。且多個間隙使工頻續(xù)流時電弧分段短弧相對長弧而言更易于切斷提高了間隙絕緣強度

2、的恢復能力。閥片電阻的存在避免出現(xiàn)對絕緣不利的截波。它的非線性使通過雷電流時呈現(xiàn)低電阻以限制避雷器的殘壓提高了保護性能通過工頻續(xù)流時呈現(xiàn)高電阻電壓一定以限制工頻續(xù)流提高了滅弧性能。21氧化鋅避雷器的工作原理在工作電壓作用下流經(jīng)ZnO閥片的電流遠小于1mA主要成分為電容電流相當于絕緣體不會使閥片燒壞所以可以不用串聯(lián)間隙來隔離工作電壓。當作用在ZnO閥片上的電壓超過某一值起始動作電壓U1mA時將發(fā)生“導通”“導通”后ZnO閥片的電阻很小殘壓與流過它的電流大小基本無關。當作用電壓降到動作電壓以下時ZnO閥片“導通”終止又相當于絕緣體因此不存在工頻續(xù)流。這就是MOA可以做到無間而又無續(xù)流的原因。雷電流

3、過去即變?yōu)榻^緣體故只有雷電流通過ZnO閥片與碳化硅SiC閥片相比ZnO閥片具有很理想的非線性伏安特性。2與由SiC閥片和串聯(lián)間隙構成的傳統(tǒng)避雷器相比氧化鋅無間隙避雷器具有下述優(yōu)點結構簡單適合大規(guī)模自動化生產尺寸小重量輕造價低廉。保護性能優(yōu)越。由于ZnO閥片具有優(yōu)異的伏安特性殘壓更低在整個過電壓作用期間均能釋放能量沒有火花 所以不存在放電時延具有很好的陡波響應特性特別適用于GIS氣體絕緣變電站、直流系統(tǒng)的保護。耐重復動作能力強只吸收過電壓能量不需吸收續(xù)流能量。通流容量大。ZnO閥片單位面積的通流能力為SiC閥片的45倍?？勺鳛閮炔窟^電壓的后備保護。耐污性能好。由于沒有串聯(lián)間隙因而可避免因瓷套表面

4、不均勻污染使串聯(lián)火花間隙放電電壓不穩(wěn)定的問題易于制造防污型和帶電清洗型避雷器。不受表面污染影響 避雷器 科技名詞定義 中文名稱 避雷器 英文名稱 surge arrestersurge diverterlightning arrester 其他名稱 過電壓限制器 定義1 一種能釋放過電壓能量、限制過電壓幅值的設備。當過電壓出現(xiàn)時避雷器兩端子間的電壓不超過規(guī)定值使電氣設備免受過電壓損壞過電壓作用后又能使系統(tǒng)迅速恢復正常狀態(tài)。 應用學科 電力一級學科變電二級學科 定義2 保護電氣設備免受大氣過電壓的電器。 應用學科 水利科技一級學科水力發(fā)電二級學科水電站電氣回路及變電設備三級學科 以上內容由全國科

5、學技術名詞審定委員會審定公布 避雷器 避雷器 又稱surge arrester能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量保護電工設備免受瞬時過電壓危害又能截斷續(xù)流不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間與被保護設備并聯(lián)。當過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時避雷器立即動作流過電荷限制過電壓幅值保護設備絕緣電壓值正常后避雷器又迅速恢復原狀以保證系統(tǒng)正常供電。 目錄 避雷器起源 避雷器原理 避雷器分類 作用及特點 主要參數(shù) 避雷器相關標準 氧化鋅避雷器 避雷器的使用 避雷器起源 避雷器原理 避雷器分類 作用及特點 主要參數(shù) 避雷器相關標準 氧化鋅避雷器 避雷器的使用 知名避雷品牌 展

6、開 編輯本段避雷器起源 最原始的避雷器是羊角形間隙出現(xiàn)于19世紀末期用于架空輸電線路防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電故稱“避雷器”。20世紀20年代出現(xiàn)了鋁艾爾盾避雷器氧化膜艾 爾盾避雷器和丸式艾爾 盾避雷器。30年代出現(xiàn)了管式艾爾盾避雷器。50年代出現(xiàn)了碳化硅艾爾盾避雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物艾爾盾避雷器?，F(xiàn)代高壓艾爾盾避雷器不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓也用于限制因系統(tǒng)操作產生的過電壓。 編輯本段避雷器原理 避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時避雷器首先放電并將雷電流經(jīng)過良導體安全的引入大地利用接地裝置使雷電壓幅值

7、限制在被保護設備雷電沖擊水平以下使電氣設備受到保護。 避雷器 避雷器按其發(fā)展的先后可分為保護間隙是最簡單形式的避雷器管型避雷器也是一個保護間隙但它能在放電后自行滅弧閥型避雷器是將單個放電間隙分成許多短的串聯(lián)間隙同時增加了非線性電阻提高了保護性能磁吹避雷器利用了磁吹式火花間隙提高了滅弧能力同時還具有限制內部過電壓能力氧化鋅避雷器利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性非線性極高即在大電流時呈低電阻特性限制了避雷器上的電壓在正常工頻電壓下呈高電阻特性具有無間隙、無續(xù)流殘壓低等優(yōu)點也能限制內部過電壓被廣泛使用。 編輯本段避雷器分類 避雷器有高壓和低壓避雷器之分本節(jié)介紹的是低壓配電系統(tǒng)中的避雷器電涌保護器SPD

8、 1. 電涌保護器的種類名目繁多在我國的市場上已經(jīng)超過了上百種如何對不同品牌、不同型號的避雷器進行分類也許就擺在我們面前。 從組合結構分現(xiàn)在市場上的避雷器有幾下幾種 1間隙類開放式間隙、密閉式間隙 2放電管類開放式放電管密封式放電管 3壓敏電阻類單片、多片 4抑制二極管類 5壓敏電阻/氣體放電管組合類-簡單組合、復雜組合 6碳化硅類 按照其保護性質有可以分為開路式避雷器、短路式避雷器或開關型、限壓型 按照工作狀態(tài)安裝形式又可分為并聯(lián)避雷器和串聯(lián)式避雷器。 2. 避雷器的結構及特性 2.1.1開放式間隙避雷器 間隙避雷器的工作原理基于電弧放電技術當電極間的電壓達到一定程度時擊穿空氣電弧在電極上進

9、行放電。 優(yōu)點放電能力強通流量大可以達到100KA漏電流小 熱穩(wěn)定性好 缺點殘壓高反映時間慢存在續(xù)流 工藝特點由于金屬電極在放電時承受較大電流所以容易造成金屬的升華使放電腔內形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產主要還是集中在國外一些避雷器生產企業(yè)電極的主要成分是鎢金屬的合金。 工程應用該種結構的避雷器主要應用在電源系統(tǒng)做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災避雷器動作后飛出脫離配電盤等事故。根據(jù)型號的不同適合與各種配電制式。 工程安裝時一定要考慮安裝距離避免引起不必要的損失和事故。 2.1.2密閉式間隙避雷器 現(xiàn)在國內市場有一種多層石墨間隙避雷器這種避雷器主要利用

10、的是多層間隙連續(xù)放電每層放電間隙相互絕緣這種疊層技術不僅解決了續(xù)流問題而且是逐層放電無形中增大了產品自身的通流能力。 優(yōu)點放電電流大 測試最大50KA實際測量值漏電流小 無續(xù)流 無電弧外瀉 熱穩(wěn)定性好 缺點殘壓高反映時間慢 工藝特點石墨為主要材料產品內采用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題不存在后續(xù)電流問題最大的特點是沒有電弧的產生且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。 工程應用該種避雷器應用在各種B、C類場合與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據(jù)型號的不同該種產品適合與各種配電制式。 2.2放電管類避雷器 2.2.1開放式放電管避雷器 開放式放電管避雷器實質與開放式間隙避雷器是一樣的產品

11、都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個等級。 優(yōu)點體積小 通流能力強10-15KA 漏電流小 無電弧噴瀉 缺點殘壓較高 有續(xù)流 產品一致性差啟動電壓、殘壓反映時間慢 2.2.2密閉式氣體放電管 密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管主要是內部充盈了惰性氣體放電方式是氣體放電靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結構。外型與上圖相似。 優(yōu)點體積小氣體管可以很小通流量大 無電弧 缺點產品一致性差啟動電壓、殘壓有續(xù)流殘壓較高 工藝特點空氣放電管還是屬于開放式產品在工作時不保證絕對沒有點火花從排壓孔噴出氣體放電管是密封結構一般有2極和3極良種結構形式一般3極有熱保

12、護裝置短路裝置在放電管工作時溫度超過了一定范圍短路裝置啟動使放電管整體導通。防止溫度過高造成放電管內氣壓生高器件爆裂。 工程應用一般空氣放電管現(xiàn)在很少應用而氣體放電管現(xiàn)在被廣泛的應用在信號防雷器上。型號的不同也有在電源避雷器上使用。 2.3氧化鋅電阻類避雷器 2.3.1單片壓敏電阻避雷器 單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本最先發(fā)明使用。直到現(xiàn)在單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點。當電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態(tài)當電壓出現(xiàn)波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現(xiàn)低阻態(tài)將電壓限制在一定范圍內。 2.3.2多片壓敏電阻避雷器 由于單片壓敏電阻

13、的通流量一直不夠理想一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA8/20uS在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產生多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小不能滿足B級場合的使用。多片壓敏電阻的產生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問題。 優(yōu)點通流容量大殘壓較低反應時間較快25ns 無跟隨電流續(xù)流 缺點漏電流較大老化速度快。熱穩(wěn)定一般 工藝特點多數(shù)采用積木結構。 工程應用根據(jù)結構不同壓敏電阻避雷器廣泛的應用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應解決的問題是工程中有個別產品存在燃燒現(xiàn)象所以在產品選型時應注意廠家使用的外殼材料。 2.4抑制二極管類防雷器 抑制二極管類防雷產品主要是網(wǎng)絡等信號避

14、雷產品中大量的應用主要采用的器件有PKE雪崩管等系列等產品。工作原理是基于PN結反向擊穿保護。 優(yōu)點殘壓低 動作精度高 反應時間快無續(xù)流 體積小 缺點通流量小 2.5壓敏電阻/氣體放電管組合類 2.5.1簡單組合避雷器 組合式避雷器典型結構是N-PE結構形式這種避雷器與單一結構的避雷器相比綜合了兩種不同產品的優(yōu)點而減少了單一器件的缺點。 優(yōu)點通流量大 反應時間快 缺點殘壓相對較高 工程應用僅在N-PE制式使用的避雷器適合電壓波動率較大地區(qū)使用。 2.5.2復雜型組合式避雷器 這種避雷器充分發(fā)揮各種元器件的優(yōu)點在結構上一般使用數(shù)量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結構的避雷器一般具有較高的通流能力

15、且殘壓較低。行業(yè)內也稱這種結構的避雷器為一體化避雷器。 優(yōu)點通流量大 反映時間快 殘壓低無續(xù)流 熱穩(wěn)定性好 缺點無聲音報警 無計數(shù)器 工藝特點一體化避雷器的電路結構緊湊充分發(fā)揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點有結合了氣體放電管具有較高通流能力的優(yōu)點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來提高整體避雷器的通流能力用氣體放電管作為備用放電通道?；谶@種完善的電路結構使避雷器的使用壽命大大提高。 工程應用 一體化避雷器根據(jù)型號的不同廣泛應用與B、C、D各種安裝環(huán)境。由于是一體化設計所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。IEC規(guī)定B、C、D模塊化避雷器三級間的最短距離在10M以上 2.6碳化硅避雷器閥式避

16、雷器 碳化硅避雷器主要應用于高壓電力防雷目前仍是電力系統(tǒng)使用率較高的電力防雷產品。 圖片是用于交流電源的浪涌保護器 編輯本段作用及特點 避雷器的作用是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內過電壓或作內過電壓的后備保護。 編輯本段主要參數(shù) 1.標稱電壓Un 被保護系統(tǒng)的額定電壓相符在信息技術系統(tǒng)中此

17、參數(shù)表明了應該選用的保護器的類型它標出交流或直流電壓的有效值。 2.額定電壓Uc 能長久施加在保護器的指定端而不引起保護器特性變化和激活保護元件的最大電壓有效值。 3.額定放電電流Isn 給保護器施加波形為8/20s的標準雷電波沖擊10次時保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。 4.最大放電電流Imax 給保護器施加波形為8/20s的標準雷電波沖擊1次時保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。 5.電壓保護級別Up 保護器在下列測試中的最大值1KV/s斜率的跳火電壓額定放電電流的殘壓。 6.響應時間tA 主要反應在保護器里的特殊保護元件的動作靈敏度、擊穿時間在一定時間內變化取決于du/dt或di/dt的斜率

18、。 7.數(shù)據(jù)傳輸速率Vs 表示在一秒內傳輸多少比特值單位bps是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值防雷保護器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。 8.插入損耗Ae 在給定頻率下保護器插入前和插入后的電壓比率。 9.回波損耗Ar 表示前沿波在保護設備反射點被反射的比例是直接衡量保護設備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。 10.最大縱向放電電流 指每線對地施加波形為8/20s的標準雷電波沖擊1次時保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。 11.最大橫向放電電流 指線與線之間施加波形為8/20s的標準雷電波沖擊1次時保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。 12.在線阻抗 指在標稱電壓Un下流經(jīng)保護器的回路阻抗和感抗的和

19、。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。 13.峰值放電電流 分兩種額定放電電流Isn和最大放電電流Imax。 14.漏電流 指在75或80標稱電壓Un下流經(jīng)保護器的直流電流。 編輯本段避雷器相關標準 避雷器的常見執(zhí)行標準各國要求不一樣IEC61643-1 、GB18802.1-2002.UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition、GB11032-2010、IEC60099-4.IEEE.C62.11 我國現(xiàn)在避雷系統(tǒng)現(xiàn)在實施的是中華人民共和國建設部2004年3月1日制定的GB503432004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范和中華人民共和國建設部2011年10月1號起實施的GB50057

20、2010建筑物設計防雷規(guī)范。 IEC 62305-1-2006 雷電防護 IEC/TR 61400-24-2002 風力渦輪機發(fā)電機系統(tǒng)。第24部分避雷裝置 IEC61400-24 IEC 60364-5-54-2002 建筑物的電氣設施。第5-54部分電氣設備的選擇和安裝。接地措施、保護導體和保護跨接線 IEC60364-5-54 IEC 60099 避雷器 GB 15599-1995 石油與石油設施雷電安全規(guī)范 GB 50057-2010 建筑物防雷設計規(guī)范附條文說明 2010版 GB 50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范附條文說明 GB/T 19271-2003 雷電電磁

21、脈沖的防護 GB/T 19663-2005 雷電電磁脈沖的防護 GB/T 19663-2005 信息系統(tǒng)雷電防護術語 GB/T 19856-2005 雷電防護 GB/T 21431-2008 建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范 GB/T 21714-2008 雷電防護 GB/T 2900.12-2008 電工術語 避雷器、低壓電涌保護器及元件 GB/T 7450-1987 電子設備雷擊保護導則 GJB 5080-2004 軍用通信設施雷電防護設計與使用要求 GJB 1210-1991 接地 搭接和屏蔽設計的實施 GJB 2269-1996 后方彈藥倉庫防雷技術要求 編輯本段氧化鋅避雷器 七大特性 一、

22、氧化鋅避雷器的通流能力大 這主要體現(xiàn)在避雷器具有吸收各種雷電過電壓、工頻暫態(tài)過電壓、操作過電壓的能力。川泰生產的氧化鋅避雷器的通流能力完全符合甚至高于國家標準的要求。線路放電等級、能量吸收能力、4/10納秒大電流沖擊耐受、2ms方波通流能力等指標達到了國內領先水平。 二、氧化鋅避雷器的保護特性優(yōu)異 氧化鋅避雷器是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受過電壓損壞的電器產品具有良好保護性能。因為氧化鋅閥片的非線性伏安特性十分優(yōu)良使得在正常工作電壓下僅有幾百微安的電流通過便于設計成無間隙結構使其具備保護性能好、重量輕、尺寸小的特征。當過電壓侵入時流過閥片的電流迅速增大同時限制了過電壓的幅值釋放了過電壓的

23、能量此后氧化鋅閥片又恢復高阻狀態(tài)使電力系統(tǒng)正常工作。 三、氧化鋅避雷器的密封性能良好 避雷器元件采用老化性能好、氣密性好的優(yōu)質復合外套采用控制密封圈壓縮量和增涂密封膠等措施陶瓷外套作為密封材料確保密封可靠使避雷器的性能穩(wěn)定。 四、氧化鋅避雷器的機械性能 主要考慮以下三方面因素 1承受的地震力 2作用于避雷器上的最大風壓力 3避雷器的頂端承受導線的最大允許拉力。 五、氧化鋅避雷器的良好的解污穢性能 無間隙氧化鋅避雷器具有較高的耐污穢性能。 目前國家標準規(guī)定的爬電比距等級為 1II級 中等污穢地區(qū)爬電比距20mm/kv 2III級 重污穢地區(qū)爬電比距25mm/kv 3IV級 特重污穢地區(qū)爬電比距3

24、1mm/kv 六、氧化鋅避雷器的高運行可靠性 長期運行的可靠性取決于產品的質量及對產品的選型是否合理。影響它的產品質量主要有以下三方面 A 避雷器整體結構的合理性 B 氧化鋅閥片的伏安特性及耐老化特性 C 避雷器的密封性能。 七、工頻耐受能力 由于電力系統(tǒng)中如單相接地、長線電容效應以及甩負荷等各種原因會引起工頻電壓的升高或產生幅值較高的暫態(tài)過電壓避雷器具有在一定時間內承受一定工頻電壓升高能力。 編輯本段避雷器的使用 1. 應安裝在靠近配電變壓器側 金屬氧化物避雷器MOA在正常工作時與配變并聯(lián)上端接線路下端接地。當線路出現(xiàn)過電壓時此時的配變將承受過電壓通過避雷器、引線和接地裝置時產生的三部分壓降稱作殘壓。在這三部分過電壓中避雷器上的殘壓與其自身性能有關其殘壓值是一定的。接 地裝置上的殘壓可以通過使接地引下線接至配變外殼然后再和接地裝置相連的方式加以消除。對與如何減小引線上的殘壓就成為保護配變的關鍵所在。引線的阻抗與通過的電流頻率有關