避雷器技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)解讀

1、關(guān)于避雷器技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的解讀第一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月2一、避雷器技術(shù)第二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 1、 避雷器的作用 用途-限制過電壓（雷電和操作）。 保護(hù)設(shè)備免受過電壓的絕緣損壞（限壓器）； 絕緣配合的基礎(chǔ)。 發(fā)展歷史：間隙-管型避雷器-碳化硅-氧化鋅； 有間隙-無間隙。 無間隙金屬氧化物避雷器。一、避雷器技術(shù)第三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月42、 工作原理（非線性特性） 氧化鋅電阻片是避雷器芯體的核心，當(dāng)作用在避雷器上的電壓達(dá)到動作電壓時，電阻片的阻抗急劇減小，處于大電流導(dǎo)通狀態(tài)，從而快速泄放過電壓能量并將其兩端的過電壓限制在一定水平，以保護(hù)

2、設(shè)備的絕緣；在過電壓沖擊波過后，電阻片會即刻恢復(fù)到原高阻狀態(tài)。 避雷器用電阻片的形狀分為餅狀和環(huán)狀，見下圖。 圖1-1 餅狀電阻片 圖1-2 環(huán)狀電阻片一、避雷器技術(shù)第四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月5 電阻片是由氧化鋅（ZnO）和少量添加劑充分混合、研磨和攪拌，經(jīng)噴霧造粒、壓制成形，再高溫?zé)贫伞?微觀結(jié)構(gòu)： ZnO晶粒（直徑大約10m）是低電阻率介質(zhì)，在其表層即晶界層（約0.1m厚）是高電阻率。兩者緊密連接。 工作原理：低電場區(qū)（勢壘）、中電場區(qū)和高電場區(qū)（隧道效應(yīng)），實現(xiàn)非線性特性。一、避雷器技術(shù)第五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月6一、避雷器技術(shù) 金屬氧化物電阻片典

3、型伏安特性曲線第六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月73、避雷器的類型 （1）按用途分類 按其使用場合和保護(hù)對象分為：電站用、配電用、并聯(lián)電容器用、變壓器中性點用、發(fā)電機用、電動機用和發(fā)電機中性點用等。 a) 電站用避雷器 用以限制作用在31000kV變電站設(shè)備上操作和雷電過電壓。 b) 配電用避雷器 用以限制作用在320kV配電設(shè)施，主要是配電變壓器、分段開關(guān)、刀閘及電纜頭的雷電過電壓和除諧振過電壓及暫態(tài)過電壓以外的相對地過電壓。 c) 并聯(lián)電容器用避雷器 用以限制投切電容器組時可能產(chǎn)生的過電壓，用于不同容量和電壓等級電容器組的避雷器，其能量吸收能力有不同的要求。 一、避雷器技術(shù)第七張

4、，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月8 d) 發(fā)電機用避雷器 用以限制作用在發(fā)電機的雷電過電壓和除諧振過電壓以外的相對地過電壓，并可限制升壓變的傳遞過電壓。 e) 電動機用避雷器 用以限制310kV投切電動機時的操作過電壓。 f) 發(fā)電機中性點用避雷器 用以限制發(fā)電機中性點的雷電侵入波過電壓，同時對發(fā)電機整個絕緣也有一定的保護(hù)作用。在正常運行工況下，作用在避雷器上的電壓很低。 g) 變壓器中性點用避雷器 主要用以限制中性點為分級絕緣的變壓器（包括中性點接有低于其設(shè)備絕緣水平的設(shè)備，如消弧線圈）雷電過電壓，在正常運行工況下，作用在避雷器上的電壓很低。 一、避雷器技術(shù)第八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作

5、于2022年6月93、避雷器的類型 （2）按結(jié)構(gòu)分類 為無間隙避雷器和有間隙避雷器。一、避雷器技術(shù)無間隙 具有結(jié)構(gòu)簡單、保護(hù)特性平坦、安裝方便和運行檢測方便等優(yōu)點。有間隙 線路防雷用避雷器(減少避雷器和老化和運維).諧振過電壓多發(fā)的地方(早期).限制110220kV敞開式變電站多重雷過電壓用.第九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月103、避雷器的類型 （3）按絕緣外套材質(zhì)分類 絕緣外套式和金屬罐式。一、避雷器技術(shù)金屬罐式金屬罐式避雷器是GIS的配套設(shè)備;為單體結(jié)構(gòu),沒有外絕緣和污穢問題.絕緣外套 突出優(yōu)點是抗老化性能和抗彎的機械強度。瓷外套 復(fù)合外套耐污性能高、體積小、重量輕和不易破碎等

6、優(yōu)點第十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月11一、避雷器技術(shù)瓷套式避雷器 復(fù)合外套式避雷器 金屬罐式避雷器 第十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月12一、避雷器技術(shù)第十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月13一、避雷器技術(shù)第十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月14一、避雷器技術(shù)第十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月15 4、主要性能參數(shù) 避雷器的性能參數(shù)取決于工程條件和避雷器的制造技術(shù)。主要包括有： a) 持續(xù)運行電壓； b) 額定電壓； c) 參考電壓； d) 保護(hù)特性； e) 能量吸收能力； f) 工頻耐受特性; 等等。 一、避雷器技術(shù)第十五張，PPT共

7、四十頁，創(chuàng)作于2022年6月16（1）持續(xù)運行電壓 允許持久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值(老化)。 運行電壓與系統(tǒng)的接地方式有關(guān)。一、避雷器技術(shù)電壓等級中性點有效接地系統(tǒng)中性點非有效接地系統(tǒng)10s以上切除故障10s及以內(nèi)切除故障320kV/Uc1.1 UmUcUm / 3566kV/UcUm110kV及以上UcUm / /第十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月17 （2）額定電壓 避雷器額定電壓是施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值，按照此電壓所設(shè)計的避雷器，能在所規(guī)定的動作負(fù)載試驗中確定的暫時過電壓下正確地工作。它是表明避雷器運行特性的一個重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)標(biāo)稱電

8、壓。 a) 有效接地相同 通常取等于或大于安裝處的工頻暫時過電壓，如330kV、500kV和750kV變電站，線路側(cè)按1.4p.u.，母線側(cè)按1.3p.u.選取。 但1000kV變電站，線路側(cè)和母線側(cè)均按1.3p.u.（828）選取。 b) 有效接地相同 通常取最高運行電壓的1.25倍。一、避雷器技術(shù)第十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月18 （3）參考電壓 避雷器參考電壓是指在規(guī)定的參考電流下避雷器的電壓。參考電壓通常取避雷器伏安特性曲線上拐點處的電壓，參考電壓與運行電壓之比為荷電率。避雷器參考電壓有工頻參考電壓和直流參考電壓之分。 工頻參考電壓應(yīng)不低于避雷器的額定電壓值，工頻參考電

9、流在幾安至十幾安范圍。它與運行電壓之比為荷電率（老化性，電位分布不均性）。 直流參考電壓并不反映交流避雷器的特性，只是為了便于現(xiàn)場測試之用。 一、避雷器技術(shù)第十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月19 （4）保護(hù)特性 避雷器的保護(hù)特性是限制雷電過電壓水平的關(guān)鍵，保護(hù)水平越低，限壓效果更好。但避雷器的參考電壓值限制了避雷器的保護(hù)特性不能過低，因此，需要進(jìn)一步降低電阻片的壓比，即標(biāo)稱放電電流下的殘壓與參考電壓之比。 降低無間隙避雷器壓比的措施，一是改進(jìn)電阻片的配方和工藝，此受制于制造技術(shù)；二是增加電阻片的面積，即采用大直徑電阻片和多柱并聯(lián)結(jié)構(gòu)。一、避雷器技術(shù)第十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2

10、022年6月20 （5）吸收能量 一、避雷器技術(shù)雷電模擬近區(qū)雷擊-4/10s，2次；操作沖擊動作負(fù)載試驗；大電流沖擊動作負(fù)載試驗。操作過電壓 動作負(fù)載試驗-模擬不同的線路長度和波阻抗預(yù)熱-2次長線-額定電壓10s-運行電壓30min線路放電耐受能力抽樣試驗檢驗，18次（3次6組）。方波電流耐受能力大電流沖擊耐受能力 電阻片的均勻性 電阻片側(cè)面的絕緣性 第二十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月21 （6）工頻電壓耐受時間特性 是指在規(guī)定條件下對避雷器施加不同的工頻電壓，避雷器不損壞、不發(fā)生熱崩潰時所對應(yīng)的最大持續(xù)時間的關(guān)系曲線。 GB11032中規(guī)定，曲線至少由3點組成，時間范圍為0.1s

11、20 min。 這個特性是表明避雷器在運行中吸收了規(guī)定的操作過電壓能量以后，耐受暫時過電壓的能力。 該能力的提升可進(jìn)一步降低避雷器的工頻參考電壓和額定電壓，為進(jìn)一步降低避雷器的保護(hù)水平帶來益處。一、避雷器技術(shù)第二十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月22 5、選擇的一般程序 (站避雷器) 一、避雷器技術(shù)按照使用地區(qū)的環(huán)境條件,確定避雷器的使用條件 根據(jù)被保護(hù)對象,選擇避雷器的類型 確定避雷器外套材質(zhì)根據(jù)最高長期電壓,確定避雷器的持續(xù)運行電壓 根據(jù)暫態(tài)過電壓水平等,確定避雷器的額定電壓(工頻耐受特性) 按照絕緣配合的要求，確定避雷器的保護(hù)特性 根據(jù)操作過電壓計算,確定避雷器的吸收能力 還有

12、機械特性、外絕緣特性、耐短路電流能力等第二十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月23二、新頒布標(biāo)準(zhǔn) DL/T 815-2012 的介紹第二十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月24 1、范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了交流輸電線路用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器的使用條件、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志及包裝等。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于10kV500kV交流輸電線路用避雷器，該避雷器只用于限制線路雷電過電壓，以保護(hù)線路絕緣子免受雷電引起的絕緣閃絡(luò)。 二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第二十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月252、規(guī)范性引用文件新增：GB775“絕緣子試驗方法”； GB4585“交流

13、系統(tǒng)用高壓絕緣子的人工污穢試驗”； GB4585“交流系統(tǒng)用高壓絕緣子的人工污穢試驗”； IEC 60099-8“1kV以上交流架空輸配電線路用有外串間隙金屬氧化物避雷器”。 二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第二十五張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月263、術(shù)語和定義 舊版本有5個定義。 a) 交流輸電線路用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器； 特指線路防雷擊閃絡(luò)之用。 b) 復(fù)合外套金屬氧化物避雷器本體； c) 避雷器本體工頻參考電壓； d) 串聯(lián)間隙； e) 復(fù)合絕緣支撐件。 二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第二十六張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月273、術(shù)語和定義 新增5個定義。

14、 a) 避雷器本體元件； b) 避雷器本體比例單元； c) 線路避雷器比例單元； d) 線路避雷器的額定電壓； e) 避雷器本體的額定短路電流。 二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第二十七張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月28 5、標(biāo)準(zhǔn)額定值 (1) 避雷器的額定電壓（推薦的是最小值） 電壓等級10500kV，有間隙和無間隙是不同的； 新增了系統(tǒng)標(biāo)稱電壓20kV等級，并對“標(biāo)準(zhǔn)級差”作了調(diào)整。 (2) 避雷器標(biāo)稱放電電流-（取值同站避雷器，概念有所不同）二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)無間隙 推薦取站避雷器相同或高一級的值。（此結(jié)構(gòu)不推薦）有間隙 不同站避雷器，低約78%。非有效接地系

15、統(tǒng) 有效接地系統(tǒng) 取站避雷器相同或低一級的值第二十八張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月29 5、標(biāo)準(zhǔn)額定值 (1) 表1-避雷器額定電壓（最?。?二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓避雷器額定電壓標(biāo)準(zhǔn)級差無間隙避雷器帶間隙避雷器101713120332513554423669675311010890622021618063303122881250044439612第二十九張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月306、運行條件 (1) 正常運行條件中新增“垂直安裝”一項； (2) 異常運行條件中新增： a) 過度暴露在嚴(yán)重的潮氣、濕氣、降水或蒸汽中； b) 避雷器帶電沖洗； c

16、) 異常運輸和貯存； d) 風(fēng)速35m/s； e) 非直立安裝； f) 地震烈度大于7度； g) 避雷器的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷； h) 避雷器用于機械支撐。二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第三十張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月31 7、技術(shù)要求 (1) 本體參考電壓 同避雷器的額定電壓，有間隙和無間隙是不同的； (2) 本體參殘壓 a) 只要求雷電沖擊殘壓； b) 與站避雷器相比，要高。二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第三十一張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月32 (3) 有間隙避雷器的放電特性 a) 雷電沖擊50%放電電壓 不大于線路絕緣子放電電壓值的75%-最大間隙距離。 b) 雷電

17、沖擊伏秒特性 低于線路絕緣子伏秒特性15%（試驗方法）。 c) 耐受電壓 應(yīng)能耐受工頻過電壓和操作過電壓-最小間隙距離； 試驗采用工頻，試驗電壓值按閥式避雷器??； 另外，還應(yīng)考慮本體損壞情況。二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第三十二張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月33二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓kV (有效值)雷電沖擊50%放電電壓不大于，kV (峰值)工頻濕耐受電壓不小于，kV (有效值)10100262016042352407066400117110525（70075%）170（2.3p.u.）220900（120075%）340（2.3p.u.）3301300

18、4605001760510（1.6p.u.）第三十三張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月34 (4) 續(xù)流遮斷能力 帶間隙避雷器，應(yīng)證實其在潮濕和污穢情況的工頻續(xù)流遮斷能力。 (5) 耐污穢性能 按避雷器本體和支撐件之和計算，應(yīng)符合上述污穢分級要求；避雷器本體和支撐件的最小公稱爬電比距應(yīng)分別不小于17mm/kV 。 (6) 動作負(fù)載 無間隙避雷器和有間隙避雷器之分。 (7) 機械性能 拉伸（懸掛）和抗彎（座式）。 (8) 材料性能 濕氣浸入試驗和氣候老化試驗。二、DL/T 815-2012標(biāo)準(zhǔn)第三十四張，PPT共四十頁，創(chuàng)作于2022年6月35 8、試驗方法 9、檢驗規(guī)則 10、包裝、運輸及保管 11、運行維護(hù)（新增） (1) 無間隙 檢測方法和周期可參照變電站用無間隙避雷器（維護(hù)工作量大，不推薦采用）。 (2) 有間隙 只需要定期巡線（每年至少一次，雷雨季節(jié)