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1、,电力系统过电压,过电压是指在电气线路或电气设备上出现的超过正常工作要求的电压。可分为内部过电压和雷电过电压两大类。1）内部过电压内部过电压是由于电力系统内的开关操作、发生故障或其他原因，使系统的工作状态突然改变，从而在系统内部出现电磁振荡而引起的过电压。内部过电压又分操作过电压和谐振过电压等形式。内部过电压一般不会超过系统正常运行时相电压的34倍，因此对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。2）雷电过电压 雷电过电压又称大气过电压或外部过电压，它是由于电力系统内的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电过电压产生的雷电冲击波，其电压幅值可高达1亿伏，其电流幅值可高达几十
2、万安，供电系统的危害极大。,避雷器的作用,避雷器在正常工作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，相当于一个绝缘体，当遭受过电压的时候，避雷器阻值急剧减小，使流过避雷器的电流可瞬间增大到数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而有效地限制了过电压对输变电设备的侵害。,氧化锌避雷器,金属氧化物避雷器(MOA)是用来保护电力系统中各种电气设备免受过电压损坏的电气产品。由于氧化锌电阻片具有十分优良的非线性伏安特性，如图所示，再正常的工作电压下，仅有几百微安的电流通过，因而可设计成无间隙结构，这就使其具有尺寸小、重量轻、保护性能好的特征。当过电压侵入时，流过电阻片的电流迅速增大，同时限制了过电压的
3、幅值，通过接地线释放过电压能量。此后氧化锌电阻片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作,氧化锌避雷器优点,结构简单，造价低廉，性能稳定在雷电过电压下动作后，无工频续流，是通过避雷器的能量大为减少，从而延长工作寿命氧化锌阀片通流能力大，提高了避雷器的动作负载能力和电流耐受能力无串联间隙，可直接将阀片置于六氟化硫组合电器中或充油设备中,避雷器的持续运行电压是指允许长期连续施加再避雷器两端的工频电压有效值。基本上与系统的最大相电压相当（系统最大运行线电压除以根号3），540/1.732=311.8kV324kV 避雷器的额定电压即避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值。正常工作时能够承受暂时过电压，
4、并保持特性不变，不发生热崩溃。避雷器的残压是指放电电流通过避雷器时，其端子间所呈现的电压。,避雷器运行参数,避雷器运行参数,冲击电流耐受特性冲击电流耐受特性是避雷器耐受雷电和操作波电流的能力，它包括以下三个部分1.标称冲击电流耐受特性：8/20s电流波，电流幅值为该避雷器的标称放电电流，此特性相当于耐受雷电过电压的能力。2.长持续时间冲击电流耐受特性：将充了电的长线路模型向避雷器放电，形成20003200s的方波电流。该特性相当于耐受最严重的操作过电压能力3.大冲击电流耐受特性：4/10s冲击电流，电流幅值为65kA或40kA，此特性相当于耐受大幅值短波雷电流的能力,避雷器均压环,110kV等
5、级上一般使用均压环，他的目的主要是改变瓷式绝缘子片间的电压分布，使靠近导线侧的绝缘子电压降低，从而达到起始电晕电压之下，不至于发生电晕,变高侧避雷器,避雷器运行监测器,避雷器在线监测器是串联工作在避雷器下面用来记录避雷器动作次数和监测避雷器泄露电流的一种装置。在线监测器测量出来的是流过MOA的总电流，其中包括有功电流及容性电流，而容性电流再设计寿命期内是不变的，所以，可近似地把读数增加情况看成是电流有功分量幅值的增加。,500kV避雷器运行监测器,动作计数器原理,动作计数器原理,图1所示为JS型动作记数器的原理接线图。图1(a)为JS型动作记数器的基本结构，即所谓的双阀片式结构。当避雷器动作时
6、，放电电流流过阀片R1，在R1上的压降经阀片R2给电容器C 充电，然后C再对电磁式记数器的电感线圈L放电，使其转动1格，记1次数。改变R1及R2的阻值，可使记数器具有不同的灵敏度。一般最小动作电流为100A(820s)的冲击电流。因R1上有一定的压降，将使避雷器的残压有所增加，故它主要用于40kV以上的高压避雷器。图1(b)表示 JS8型动作记数器的结构，系整流式结构。避雷器动作时，高温阀片R1上的压降经全波整流给电容器C充电，然后C再对电磁式记数器的L放电，使其记数。该记数器的阀片R1的阻值较小(在10kA时的压降为1.1kV)，通流容量较大(1200A方波)，最小动作电流也为100A(82
7、0s)的冲击电流。JS8型记数器可用于6.0330kV系统的避雷器，JS8A型记数器可用于500kV系统的避雷器。,避雷器常见故障,避雷器受潮电力系统中避雷器受潮引起泄露电流增加或内部闪络事故最为常见避雷器受潮的主要原因是密封不良或组装避雷器过程中带进水分。在运行电压和环境温度的作用下阀片内水分蒸干于阀片外侧和瓷套内壁，引起沿面闪络。,避雷器常见故障,氧化锌避雷器电压分布不均，导致电阻片老化 500kV避雷器整体较高，必须采取均压措施。目前生产厂家虽然采用加均压电容和均压环来均匀整体电位分布，但因设计中缺乏正确的计算和验证，仍有可能因电位分布不均导致避雷器部分阀片老化而退出运行。,避雷器的日常
8、维护运行,瓷套无裂纹、破损及放电现象，表面有无严重污秽。法兰、底座瓷套有无破裂。均压环有无松动、锈蚀、倾斜、断裂。避雷器内部有无响声。与避雷器连接的导线及接地引下线有无烧伤痕迹或烧断、断股现象，接地端子是否牢固。避雷器动作记录的指示数是否有改变（即判断避雷器是否动作），泄漏电流是否正常（即判断避雷器内部是否正常），动作记录器连接线是否牢固，动作记录器内部（罩内）有无积水。,避雷器的日常维护运行,避雷器运行注意事项,雷雨时，人员严禁接近防雷装置，以防止雷击泄放雷电流产生危险的跨步电压对人的伤害，防止避雷针上产生较高电压对人的反击，防止有缺陷的避雷器在雷雨天气可能发生爆炸对人的伤害。500kV避雷
9、器泄漏电流值相与相之间差值不能超过20%，以及每相泄漏电流值变化不能超过20%。避雷器的泄漏电流明显增加时，应申请停电试验，查明原因进行处理。,避雷器的测温,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型 避雷器能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（1）保护间隙：保护间隙可以说是一种最简单的避雷器，按其形状可分为棒形、角形、环形、球形等。它是由它是由主间隙和辅助间隙串联而成的。保护间隙的优点就是结构简单、造价低。但是，由于放电间隙暴露在空气中，放电特性受环境影响大，放点分散性大，并且由
10、于一般保护间隙的电场属于极不均匀电场，因此他的伏秒特性曲线比较陡，与被保护设备的绝缘配合不理想；保护间隙另一个严重的缺点是弧灭能力差，对于间隙动作后流过的工频续流往往不能自行熄灭，将引起断路器的跳闸，为了保护安全供电，往往与自动重合闸装置配合使用。因此保护间隙主要用于10kV以下的配电线路中。,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（2）管型避雷器：实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。管型避雷器有两个相互串联的间隙，一个在大气中称为外间隙S2，另一个间隙S1装在产气管内，称为内间隙或灭弧间隙。管型避雷器采用了强制熄弧的装置，因此比保护间隙熄弧能力强。但由于管型避雷器具有外间隙，受环境的影响大，
11、故与保护间隙一样，仍具有伏秒特性曲线较陡、放电分散性大的缺点，不易与被保护设备实现合理的绝缘配合。因此，管型避雷器目前只用于发电厂和变电所的进线段或线路绝缘弱点的保护。,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（3）阀型避雷器：阀型避雷器是由火花间隙和非线性电阻这两种基本元件组成的。间隙与非线性电阻相串联。我国目前生产的阀型避雷器主要分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器两大类。普通阀型避雷器有FS和FZ两种系列；磁吹阀型避雷器有FCD和FCZ两种系列。,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（4）氧化锌雷器MOA（metal oxide arrester）工作原理：额定电压下通过氧化锌避雷器阀片的电流仅很
12、小，相当于绝缘体。当金属氧化锌避雷器上的电压超过定值时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，其残压不会超过被保护设备的耐压。当作用电压下降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态。,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（4）氧化锌雷器分类按外套材料可划分为两大类：瓷外套型。瓷外套金属氧化物避雷器按耐污秽性能分为四个等级，级为普通型，级为用于中等污秽地区，级为用于重污秽地区，级为用于特重污秽地区复合外套型。复合外套金属氧化物避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电阻片。除具有瓷外套金属氧化物避雷器的一切优点外，还具有良好的绝缘性能、耐污秽性能、耐老化性能、防爆性能以
13、及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠等优点,避雷器及过电压防护,瓷外套避雷器,避雷器及过电压防护,复合外套避雷器,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（4）氧化锌雷器分类按标称放电电流分,避雷器及过电压防护,三、避雷器类型（4）氧化锌雷器分类按结构性能分类金属氧化物避雷器按结构性能可分为无间隙W、带串联间隙C、带并联间隙 B三类。,避雷器及过电压防护,四、氧化锌避雷器型号意义,避雷器及过电压防护,五、氧化锌避雷器优点（1）基本无续流，耐多重雷击或多次操作波的能力；（2）伏安特性对称，正、负极过电压保护水平相当；（3）MOA可以不用间隙，动作快，伏安特性平坦，残压低，不产生截波；（4
14、）MOA可以并联使用，具备增大通流和降低残压功能，为组装超高压避雷器提供了方便；（5）结构简单，体积小，质量轻，组装方便。,避雷器及过电压防护,五、氧化锌避雷器优点,金属氧化物避雷器伏安特性,避雷器及过电压防护,六、避雷器的巡视与检修运行中的巡回检查项目（1）检查避雷器外绝缘的脏污情况，环境较差的地区更应重视外绝缘的脏污程度；（2）检查避雷器的上下线引线，应无断股、断线；（3）检查放电计数器是否完好，记录泄漏电流大小；（4）检查引线接头处温度，应无发热、放电现象。,避雷器及过电压防护,六、避雷器的巡视与检修每次经受过电压后的特殊检查项目（1）电气过电压后，应检查记录计数器动作情况，检查避雷器表
15、面有无闪络、放电痕迹；（2）检查避雷器引线有无松动和烧伤以及避雷器本体有无摆动痕迹；（3）结合停电机会，检查避雷器上法兰泄水孔是否畅通。,避雷器及过电压防护,六、避雷器的巡视与检修氧化锌避雷器的检修（1）清扫积灰，防止污垢引起避雷器局部过热；（2）用示波器监测通过避雷器电流的阻性分量的变化，判断电阻片老化、受潮状况；（3）避雷器原有刷漆的部位应每12年涂刷一次漆；（4）每年雷雨季节前，按相关要求做预防性试验。,避雷器及过电压防护,七、避雷器相关反措要求2012中国南方电网公司反事故措施防止雷害及过电压事故（1）110kV及以上电压等级变电站线路侧均应安装避雷器，防止因雷击跳闸期间重复落雷造成已
16、跳开的断路器断口击穿。（2）在10kV及35kV系统中为限制雷电过电压、操作过电压，应采用金属氧化物避雷器，不宜使用过电压保护器。对已安装过电压保护器的应配合设备停电进行整改。,过电压保护器原理示意图,2.5 MOA优缺点,无间隙，基本无续流 伏安特性平坦，残压低，无截波，耐多重雷击或多次操作波的能力强伏安特性对称，正负极性过电压水平相当 间隙具有极性效应MOA阀片可以并联使用，扩容，降残压易于制成直流避雷器 因为直流续流不像工频续流那样会通过自然过零点阀片受潮后或老化后，无间隙易爆炸,3.1 MOA的特性参数,4 持续运行电流；指在持续运行电压下,流过避雷器的电流,包含阻性分量和容性分量.5 工频参考电流下的工频参考电压:对避雷器(或避雷器元件)施加工频电压,当通过试品上的阻性电流等于工频参考电流时,测出试品上的工频电压峰值.参考电压等于该工频电压峰值除以.,
