避雷器講義課件VIP

避雷器第1頁/共41頁

一、避雷器簡介1.1雷電流的特點第2頁/共41頁1.2、防雷裝置的分類1.避雷針：防止雷電直擊于電氣設備和建筑物，主要用于廠房、變電站的保護。

2.避雷線：防止雷電直擊于電氣設備和建筑物，主要用于輸電線路的保護。3.避雷器：由于雷電的繞擊、反擊等，幅值可達100-200萬伏的大氣過電壓可能沿輸電線入侵變電站，危機電氣設備。

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1.3、避雷器定義：1、避雷器的定義:一種過電壓限制器。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，過電壓過后，又能使系統(tǒng)迅速恢復正常狀態(tài)。無間隙金屬氧化物避雷器：由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)或并聯(lián)組成且無并聯(lián)或串聯(lián)放電間隙的避雷器（MetalOxideSurgeArresters簡稱MOA）2、避雷器的作用：限制過電壓以保護電氣設備。第4頁/共41頁

1.4、避雷器的類型和發(fā)展歷史以及優(yōu)缺點

避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。1、保護間隙

結(jié)構簡單，價格低廉，便于自制，但性能較差，一般常用于電壓不高且不太重要的線路上或農(nóng)村線路上。主要缺點:保護間隙的熄滅電弧能力較差，往往不能自行熄滅，將引起斷路器的跳閘，這樣，雖限制了過電壓，保護了設備，但將造成線路跳閘事故，這是保護間隙的主要缺點。第5頁/共41頁2、管型避雷器

結(jié)構復雜，常用于10KV配電線路上，作為變壓器、開關、電容器、電纜頭等電氣設備的防雷保護。適用于工頻電網(wǎng)容量小、線路長、短路電流不在而雷電活動又很強而且頻繁的農(nóng)村或山區(qū)。

主要缺點:管型避雷器的主要缺點為：伏秒特性較陡且放電分散性較大，而一般變壓器和其他設備絕緣的沖擊放電伏秒特性較平，二者不能很好配合；管型避雷器動作后工作母線直接接地形成截波，對變壓器縱絕緣不利（保護間隙也有上述缺點）；此外，其放電特性受大氣條件影響較大。第6頁/共41頁3、閥型避雷器

結(jié)構復雜，常用于3～550kV電氣線路、變配電設備、電動機、開關等的防雷。適用于交直流電網(wǎng)，不受容量、線路長短、短路電流的限制，工業(yè)系統(tǒng)中的變配電所，電器設備及線路都能使用。閥型避雷器分為普通型和磁吹型兩類，普通型沒有采取強迫熄弧的措施，閥片的熱容量有限，不能承受較長持續(xù)時間的內(nèi)過電壓沖擊電流的作用。

磁吹型利用磁吹電弧來強迫熄弧，其單個間隙的熄弧能力較高，能在較高恢復電壓下切斷較大的工頻續(xù)流，其沖擊放電電壓和殘壓較低，保護性能較好。但其閥片的熱容量不夠大，只能尚可考慮用作限制內(nèi)過電壓的備用措施。

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4、氧化鋅避雷器

一種新型避雷器，無放電延時，大氣過電壓工作后無工頻續(xù)流，可經(jīng)受多重雷擊，殘壓低，通流量大，體積小，重量輕，運行維護簡單，常用于0.25～550KV電氣系統(tǒng)及電氣設備的防雷及過電壓保護，也適用于低壓側(cè)的過電壓保護。與碳化硅避雷器相比，氧化鋅避雷器除了有較理想的非線性伏安特性外其主要優(yōu)點是：無間隙、無續(xù)流、電氣設備所受過電壓可以降低、通流容量大等；（內(nèi)部電阻片）而復合絕緣的氧化鋅避雷器（尤其液體硅橡膠作為外絕緣）具有高耐污性能、耐電蝕、抗老化、抗電弧能力強、體積小、重量輕、全密封、散熱性能好、防止電阻片老化、機械強度高、抗震性能好、耐碰撞等性能，運行可以免維護。第8頁/共41頁金屬氧化物避雷器（MOA）型號表示方法第9頁/共41頁復合外套金屬氧化物避雷器型號表示方法第10頁/共41頁配電型：保護相應電壓等級的配電變壓器、開關柜、箱式變、電纜頭、柱上少油開關等配電設備免收大氣和操作過電壓損壞。電站型：保護發(fā)電廠、變電站的交流電氣設備免受大氣過電壓和操作過電壓損壞。電容器型：抑制真空開關或少油開關投切電容器組產(chǎn)生的重燃過電壓，保護電容器組免受操作過電壓損壞。各類型避雷器的用途第11頁/共41頁二、避雷器的工作原理2.1、氧化鋅避雷器的工作原理

氧化鋅(znO)避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器它主要由氧化鋅壓敏電阻構成.每一塊壓敏從制成時就有它的一定開關電壓叫壓敏電阻在正常的工作電壓即小于壓敏電壓時壓敏電阻值很大相當于絕緣狀態(tài)但在沖擊電壓作用下大于壓敏電壓壓敏電阻呈低值被擊穿相當于短路狀態(tài)然而壓敏電阻被擊狀態(tài)是可以恢復的當高于壓敏電壓的電壓撤銷后它又恢復了高阻狀態(tài)因此在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后當雷擊時雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿雷電流通過壓敏電阻流入大地使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)從而保護了電器設備的安全。第12頁/共41頁

第13頁/共41頁復合絕緣的氧化鋅避雷器傘裙氧化鋅避雷器結(jié)構示意圖第14頁/共41頁

三、避雷器的技術參數(shù)

3.1避雷器的額定電壓

施加到避雷器端子間最大允許工頻電壓有效值。按照此電壓所設計的避雷器，能在所規(guī)定的動作負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)額定電壓。避雷器的持續(xù)運行電壓在運行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。3.2避雷器的額定頻率能使用該避雷器的電力系統(tǒng)的頻率。第15頁/共41頁3.3避雷器的持續(xù)電流

在持續(xù)運行電壓下流過避雷器的電流。注：持續(xù)電流由阻性和容性分量組成，可隨溫度和雜散電容的影響而變化。因此，試品的持續(xù)電流可不同于整只避雷器的持續(xù)電流。持續(xù)電流可用有效值或峰值表示。3.4避雷器的工頻參考電流用于確定避雷器工頻參考電壓的工頻電流阻性分量的峰值。工頻參考電流應足夠大，使雜散電容對所測的避雷器和元件(包括設計的均壓系統(tǒng))的參考電壓的影響可以忽略，該值由制造廠規(guī)定。注：①工頻參考電流與避雷器的標稱放電電流及(或)線路放電等級有關，對單柱避雷器，通常在1～20mA范圍內(nèi)。②在工頻電流波形因電壓極性而不對稱情況下，應以較大極性的電流來確定參考電流。第16頁/共41頁3.5避雷器的工頻參考電壓在工頻參考電流下測出的避雷器上的工頻電壓最大峰值除以。多元件串聯(lián)組成的避雷器的參考電壓是每個元件參考電壓之和。注：參考電壓的測量對正確選擇動作負載試驗的試品是必須的。3.6避雷器的直流參考電流

直流參考電流用于確定避雷器直流參考電壓，直流參考電流通常為1～20mA。3.7避雷器的直流參考電壓

在直流參考電流下測出的避雷器上的電壓。3.8避雷器的殘壓

放電電流通過避雷器時其端子間的最大電壓值。第17頁/共41頁

四、避雷器的試驗項目和試驗標準

4.1避雷器的試驗項目、周期和要求（GB50150-2006）1、測量金屬氧化物避雷器及基座絕緣電阻；2、測量金屬氧化物避雷器的工頻參考電壓和持續(xù)電流；3、測量金屬氧化物避雷器直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流；

4、檢查放電記數(shù)器動作情況及監(jiān)視電流表指示；

5、工頻放電電壓試驗。第18頁/共41頁4.2絕緣電阻測量1、35kV以上電壓：用5000V兆歐表，絕緣電阻不小于2500MΩ；2、35kV及以下電壓：用2500V兆歐表，絕緣電阻不小于1000MΩ；3、低壓（1kV以下）：用500V兆歐表，絕緣電阻不小于2MΩ；4、基座絕緣電阻不低于5MΩ；第19頁/共41頁1、金屬氧化物避雷器對應于工頻參考電流下的工頻參考電壓，整支或分節(jié)進行的測試值，應符合《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032或產(chǎn)品技術條件的規(guī)定；2、測量金屬氧化物避雷器在避雷器持續(xù)運行電壓下的持續(xù)電流，其阻性電流或總電流值應符合產(chǎn)品技術條件的規(guī)定。注：金屬氧化物避雷器持續(xù)運行電壓值參見現(xiàn)行國家標準《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032。4.3工頻參考電壓和持續(xù)電流第20頁/共41頁4.4直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流1、金屬氧化物避雷器對應于直流參考電流下的直流參考電壓，整支或分節(jié)進行的測試值，不應低于現(xiàn)行國家標準《交流無間隙金屬氧化物避雷器》GB11032規(guī)定值，并符合產(chǎn)品技術條件的規(guī)定。實測值與制造廠規(guī)定值比較，變化不應大于±5%。2、0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流值不應大于50μA，或符合產(chǎn)品技術條件的規(guī)定。

3、試驗時若整流回路中的波紋系數(shù)大于1.5%時，應加裝濾波電容器，可為0.01～0.1μF，試驗電壓應在高壓側(cè)測量。第21頁/共41頁4.5工頻放電電壓試驗1、工頻放電電壓，應符合產(chǎn)品技術條件的規(guī)定；

2、工頻放電電壓試驗時，放電后應快速切除電源，切斷電源時間不大于0.5s，過流保護動作電流控制在0.2～0.7A。第22頁/共41頁五、金屬氧化物避雷器的試驗項目、周期和要求（DL/T596-1996）1、絕緣電阻2、直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流

3、運行電壓下的交流泄漏電流4、工頻參考電流下的工頻參考電壓5、檢查放電計數(shù)器動作情況第23頁/共41頁5.1絕緣電阻1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季節(jié)前2)必要時；2、要求：1)35kV以上，不低于2500MΩ2)35kV及以下，不低于1000MΩ；3、說明：采用2500V及以上兆歐表；第24頁/共41頁5.2直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前2)必要時2、要求：1)不得低于GB11032規(guī)定值2)U1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較，變化不應大于±5%3)0.75U1mA下的泄漏電流不應大于50μA3、說明：1)要記錄試驗時的環(huán)境溫度和相對濕度2)測量電流的導線應使用屏蔽線3)初始值系指出廠試驗或新投試驗時的測量值第25頁/共41頁5.3運行電壓下的交流泄漏電流1、周期：1)新投運的110kV及以上者投運3個月后測量1次；以后每半年1次；運行1年后，每年雷雨季節(jié)前1次2)必要時2、要求：測量運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測量值與初始值比較，有明顯變化時應加強監(jiān)測，當阻性電流增加1倍時，應停電檢查3、說明：應記錄測量時的環(huán)境溫度、相對濕度和運行電壓。測量宜在瓷套表面干燥時進行。應注意相間干擾的影響第26頁/共41頁5.4工頻參考電流下的工頻參考電壓1、周期：必要時2、要求：應符合GB11032或制造廠規(guī)定

3、說明：1)測量環(huán)境溫度20±15℃2)測量應每節(jié)單獨進行，整相避雷器有一節(jié)不合格，應更換該節(jié)避雷器(或整相更換)，使該相避雷器為合格第27頁/共41頁5.5檢查放電計數(shù)器動作情況1、周期：1)發(fā)電廠、變電所避雷器每年雷雨季前2)必要時；2、要求：測試3～5次，均應正常動作，測試后計數(shù)器指示應調(diào)到“0”；第28頁/共41頁六、避雷器紅外診斷技術標準6.1避雷器紅外測溫標準1、帶電設備紅外診斷應用規(guī)范2、DL-T664-2008第29頁/共41頁6.2基本定義1、帶電設備傳導負荷電流(試驗電流)或加有運行電壓(試驗電壓)的設備。2、溫升用同一檢測儀器相繼測得的被測物表面溫度和環(huán)境溫度參照體表面溫度之差。3、溫差用同一檢測儀器相繼測得的不同被測物或同一被測物不同部位之間的溫度差。第30頁/共41頁6.3相對溫差

兩個對應測點之間的溫差與其中較熱點的溫升之比的百分數(shù)。相對溫差δ可用下式求出：

式中：τ1和T1——發(fā)熱點的溫升和溫度；τ2和T2——正常相對應點的溫升和溫度；

T0——環(huán)境參照體的溫度。第31頁/共41頁對檢測環(huán)境的要求1檢測目標及環(huán)境的溫度不宜低于5℃，如果必須在低溫下進行檢測，應注意儀器自身的工作溫度要求，同時還應考慮水汽結(jié)冰使某些進水受潮的設備的缺陷漏檢。2空氣濕度不宜大于85%，不應在有雷、雨、霧、雪及風速超過0.5m/s的環(huán)境下進行檢測。第32頁/共41頁6.4金屬氧化物避雷器允許的相間溫差及最大工作溫升參考值第33頁/共41頁110kV氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮發(fā)熱相的溫升及相間溫差大大超過上述表格的規(guī)定，屬緊急缺陷第34頁/共41頁實例演示2007年8月15日19:30時在對220