《避雷器结构和试验》PPT课件

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1、避 雷 器 结 构 和 试 验 主 要 内 容n 1、 避 雷 器 基 本 知 识n 2、 避 雷 器 的 分 类n 3、 各 类 避 雷 器 的 特 点n 4、 金 属 氧 化 物 避 雷 器 （ MOA）n 5、 氧 化 锌 避 雷 器 的 主 要 电 气 参 数 n 6、 型 号 说 明n 7、 氧 化 锌 避 雷 器 试 验 一 、 避 雷 器 基 本 知 识 定 义 能 释 放 雷 电 或 兼 能 释 放 电 力 系 统 操 作 过 电 压 能 量 、保 护 电 气 设 备 免 受 瞬 时 过 电 压 （ 雷 电 过 电 压 、 操 作 过 电 压 、工 频 暂 态 过 电 压 冲

2、击 ） 危 害 ， 又 能 截 断 续 流 ， 不 致 引 起 系统 接 地 短 路 的 电 器 装 置 。 作 用 当 过 电 压 出 现 时 ， 避 雷 器 两 端 子 间 的 电 压 不 超 过 规定 值 ， 使 电 气 设 备 免 受 过 电 压 损 坏 ； 过 电 压 作 用 后 ， 又 能使 系 统 迅 速 恢 复 正 常 状 态 ， 以 保 证 系 统 正 常 供 电 。 避 雷 器 对 过 电 压 的 保 护 作 用 ： 二 、 避 雷 器 的 分 类n 保 护 间 隙n 排 气 式 避 雷 器n 阀 式 避 雷 器 普 通 阀 式 避 雷 器 磁 吹 式 避 雷 器n 金 属

3、 氧 化 物 避 雷 器 （ MOA） 保 护 间 隙 保 护 间 隙 由 两 个 间 隙 （ 即 主 间 隙 和 辅 助间 隙 ） 组 成 ， 常 用 的 角 型 间 隙 与 被 保 护 设备 并 联 的 接 线 图 如 下 。 排 气 式 避 雷 器 也 称 管 型 避 雷 器 ， 实 质 上 是 一 种 具 有 较高 熄 弧 能 力 的 保 护 间 隙 。 阀 式 避 雷 器 阀 式 避 雷 器 的 基 本 元 件 为 间 隙 和 非 线 性电 阻 （ 又 称 阀 片 )串 联 。 u保 护 间 隙 和 排 气 式 避 雷 器 的 缺 点u伏 秒 特 性 较 陡 且 放 电 分 散 性

4、大 ， 而 一 般 变 压 器和 其 他 设 备 绝 缘 的 冲 击 放 电 特 性 较 平 ， 二 者 不能 很 好 配 合 。u动 作 后 工 作 母 线 直 接 接 地 形 成 幅 值 很 高 的 截 波， 危 及 变 压 器 纵 绝 缘 。u阀 式 避 雷 器 的 缺 点u普 通 型 没 有 强 迫 熄 弧 的 措 施 ， 其 阀 片 的 热 容 量有 限 ， 不 能 承 受 较 长 时 间 的 内 过 电 压 冲 击 电 流的 作 用 。u磁 吹 型 通 流 容 量 大 ， 但 是 阀 片 电 阻 的 非 线 性 系数 较 高三 、 各 类 避 雷 器 的 缺 点 四 、 金 属 氧

5、 化 物 避 雷 器 （ MOA） 瓷 套 型 复 合 型 GIS型 其 核 心 元 件 是 ZnO阀 片 ， 氧 化 锌 阀 片 具有 很 理 想 的 非 线 性 伏 安 特 性 。 氧 化 锌 避 雷 器 结 构 简 图氧 化 锌 （ 压 敏 ） 电 阻 片 工 作 母 线 微 观 结 构 示 意 图氧 化 锌 电 阻 片 微 观 结 构 示 意 图金 属 氧 化 物 的 主 要 成 分 为 氧 化 锌 晶 粒 （ 90%） ， 和 少 量 其 他 氧 化 物 即 所 谓 微 量 元 素 以 及 微 量 金 属 玻 璃 粉 。 等 效 电 路 图 氧 化 锌 阀 片 等 值 电 路 图其中

6、rg代表氧化锌晶粒电阻，具有低阻特性rp代表晶介层（Bi2O3）电阻，是非线性的，电阻率很大Cp代表晶介层电容 氧 化 锌 避 雷 器 阀 片 的 伏 安 特 性 曲 线 氧 化 锌 避 雷 器 的 优 点u氧 化 锌 避 雷 器 的 优 点u保 护 性 能 优 越 残 压 低 、 相 应 时 间 快 、 陡 波 特性 平 坦u无 续 流 ， 动 作 负 载 轻 ， 耐 重 复 动 作 能 力 强u通 流 容 量 大u性 能 稳 定 ， 抗 老 化 能 力 强u结 构 简 单 ， 尺 寸 小 ， 易 于 批 量 生 产 ， 造 价 低 五 、 氧 化 锌 避 雷 器 的 主 要 电 气 参 数

7、 额 定 电 压 （ Ur） 施 加 到 避 雷 器 端 子 间 的 最 大 工 频 电 压有 效 值 ， 按 照 此 电 压 所 设 计 的 避 雷 器 ， 能在 规 定 的 动 作 负 载 试 验 中 确 定 的 暂 时 过 电压 下 正 确 地 动 作 。 持 续 运 行 电 压 （ Uc）允 许 持 久 的 施 加 在 避 雷 器 端 子 间 的 工 频电 压 有 效 值 。 该 电 压 决 定 了 避 雷 器 长 期 工 作的 老 化 性 能 ， 即 避 雷 器 吸 收 过 电 压 能 量 后 温度 升 高 ， 在 此 电 压 下 应 能 正 常 冷 却 ， 不 发 生热 崩 溃 。

8、 持 续 运 行 电 流 （ Ic） 指 在 持 续 运 行 电 压 下 ， 流 过 避 雷 器 的电 流 ， 包 含 阻 性 电 流 分 量 和 容 性 电 流 分 量， 持 续 电 流 随 温 度 的 变 化 而 变 化 ， 并 受 对地 杂 散 电 容 的 影 响 。 起 始 动 作 电 压 （ 参 考 电 压 ）（ Uref ）n 直 流 参 考 电 压 （ Uref.dc） ： 避 雷 器 直 流 参 考 电 流 是 其伏 安 特 性 曲 线 拐 点 附 近 的 某 一 电 流 值 ， 其 值 大 约 为 1mA。在 直 流 参 考 电 流 下 测 出 的 避 雷 器 的 直 流 电

9、 压 平 均 值 。 直 流1mA参 考 电 压 （ U1mA） 值 一 般 等 于 或 大 于 避 雷 器 的 额 定电 压 的 峰 值 。n 工 频 参 考 电 压 （ Uref.ac） ： 在 避 雷 器 通 过 工 频 参 考电 流 时 测 出 的 避 雷 器 的 工 频 电 压 最 大 值 除 以 2。 通 常Uref低 于 或 接 近 于 “ 拐 点 ” ， 高 于 Ur。 Uref .ac的 作 用是 选 择 试 品 ， 对 于 用 户 作 为 监 控 运 行 情 况 的 参 考 。 0.75倍 直 流 参 考 电 压 下 泄 漏 电 流 0.75U1mA下 漏 电 流 一 般

10、不 超 过 50A。多 柱 并 联 和 额 定 电 压 216kV以 上 的 避 雷 器 漏电 流 由 制 造 厂 和 用 户 协 商 规 定 。 标 称 放 电 电 流 （ In） 用 来 划 分 避 雷 器 等 级 的 、 具 有 8/20s波 形 的雷 电 冲 击 电 流 峰 值 。 有 1.5、 2.5、 5、 10、 20kA五 个 等 级 ， 前 三 级 分 别 与 中 性 点 、 电 机 型 避 雷 器、 电 容 型 避 雷 器 等 相 对 应 ， 电 站 用 避 雷 器 一 般 用后 三 个 等 级 。 残 压 （ 峰 值 ） 放 电 电 流 流 过 避 雷 器 时 其 端 子

11、 间 出 现的 电 压 峰 值 。放 电 电 流 峰 值（ kA） 波 前 时 间 /半 峰 时 间（ S）陡 波 冲 击电 流 残 压 5， 10， 20 1/5雷 电 冲 击电 流 残 压 5， 10， 20 8/20操 作 冲 击电 流 残 压 0.5， 1， 2 30/80 压 比 （ 保 护 比 ） 避 雷 器 的 保 护 性 能 一 般 以 压 比 （ =残 压 /参 考 电 压 ） 来 说 明 ， 压 比 愈 小 ， 则 避 雷 器的 保 护 性 能 愈 好 。 雷 电 冲 击 残 压 与 参 考 电压 之 比 ， 例 如 10kA压 比 为 U10kA/U1mA。 目 前产 品

12、 的 保 护 比 约 为 1.6 2.0。 避 雷 器 保 护 水 平 雷 电 冲 击 保 护 水 平 陡 波 电 流 冲 击 下 最 大 残 压 除 以 1.15和 雷 电冲 击 最 大 残 压 两 值 中 较 大 者 为 避 雷 器 的 雷 电 冲击 保 护 水 平 操 作 冲 击 保 护 水 平 避 雷 器 的 操 作 冲 击 保 护 水 平 是 规 定 的 操 作电 流 冲 击 下 最 大 残 压 六 、 型 号 说 明 Y10W-420/958 瓷 套 、 标 称 放 电 电 流 10kA、 无 间 隙 、 （ 电 站 型 ）额 定 电 压 420kV、 标 称 放 电 电 流 下

13、残 压 958kVY5WZ-17/45 瓷 套 、 标 称 放 电 电 流 5kA、 无 间 隙 、 电 站 型额 定 电 压 17kV、 标 称 放 电 电 流 下 残 压 45kVHY5WS2-17/50 复 合 外 套 、 标 称 放 电 电 流 5kA、 无 间 隙 、 配 电 型 、产 品 设 计 序 号 2、 额 定 电 压 17kV、 标 称 放 电 电 流 下 残压 50kV 七 、 氧 化 锌 避 雷 器 试 验n 测 量 绝 缘 电 阻n 直 流 1mA电 压 U1mA及 0.75 倍 U1mA下 泄 漏电 流n 运 行 电 压 下 的 交 流 泄 漏 电 流n 工 频 参

14、 考 电 流 下 的 工 频 参 考 电 压n 底 座 绝 缘 电 阻n 放 电 计 数 器 动 作 检 查 3.1 测 量 绝 缘 电 阻 判 断 标 准 ： 35kV以 上 电 压 ： 用 5000V兆 欧 表 ， 绝 缘 电 阻 不 小 于 2500M ； 35kV及 以 下 电 压 ： 用 2500V兆 欧 表 ， 绝 缘 电 阻 不 小 于 1000M ； 低 压 （ 1kV以 下 ） ： 用 500V兆 欧 表 ， 绝 缘 电 阻 不 小 于 2M 。 试 验 周 期 ： 1） 交 接 时 2） 3 6年 3） 必 要 时 注 意 事 项 ： 试 验 后 对 被 试 品 和 邻 近

15、 试 品 放 电 。 3.2直 流 1mA电 压 U1mA及 0.75 倍 U1mA下 泄漏 电 流 （ 交 接 、 预 试 项 目 ）试 验 目 的 ： 检 查 是 否 受 潮 或 者 是 否 劣 化 ， 确 定其 动 作 性 能 是 否 符 合 产 品 性 能 要 求试 验 设 备 ： 高 压 直 流 发 生 器判 断 标 准 ： U1mA实 测 值 与 出 厂 或 初 始 值 变 化小 于 5 0.75倍 U1mA下 泄 漏 电 流 不 大 于50A试 验 周 期 ： 1） 交 接 时2） 3 6年3） 必 要 时 n注 意 事 项 ：记 录 环 境 温 度 和 湿 度 ， 阀 片 的

16、温 度 系 数 一 般 为 0.050.17%， 必 要 时 候 该 进 行 换 算 ， 以 免 出 现 误 判 断注 意 安 全 距 离 、 试 验 前 后 对 试 品 和 相 邻 试 品 放 电测 量 接 线 正 确 ： 设 备 、 仪 器 接 地 ； 屏 蔽 线 不 和 试 品 或 芯线 接 触 ； 高 压 测 试 线 无 较 大 弧 垂防 止 表 面 泄 漏 电 流 的 影 响 ， 测 量 前 应 将 瓷 套 表 面 擦 干 净， 并 可 采 用 在 瓷 套 表 面 加 屏 蔽 的 方 法 解 决 。泄 漏 电 流 应 在 高 压 侧 读 表 ， 测 量 导 线 须 使 用 屏 蔽 线

17、由 于 MOA非 线 性 特 性 ， 在 直 流 泄 漏 电 流 超 过 200A时 ，电 压 略 有 升 高 ， 电 流 将 会 急 剧 增 大 ， 所 以 此 时 应 该 放 慢升 压 速 度 ， 在 电 流 达 到 1m A时 ， 读 取 电 压 值回 零 、 断 高 压 对 限 流 电 阻 的 认 识 3.3 运 行 电 压 下 的 交 流 泄 漏 电 流 （ 交 接 、 带电 预 试 项 目 ）试 验 目 的 ： 测 试 表 明 ， 在 运 行 电 压 下 测 量 全 电 流 、 阻 性 电流 可 在 一 定 程 度 上 反 映 MO A运 行 的 状 况 。 全 电 流 的 变 化

18、 可反 映 MO A的 严 重 受 潮 、 内 部 元 件 接 触 不 良 、 阀 片 严 重 老 化， 而 阻 性 电 流 的 变 化 对 阀 片 的 初 期 老 化 的 反 应 更 为 灵 敏 。如 阻 性 电 流 峰 值 从 50增 大 到 250A时 ， 全 电 流 的 增 大 可 能 只有 百 分 之 几 。试 验 设 备 ： 阻 性 电 流 测 试 仪 、 （ 试 验 变 压 器 、 分 压 器 ）判 断 标 准 ： 全 电 流 、 阻 性 电 流 和 初 始 值 相 比 应 无 明 显 变 化 ， 阻 性 电 流 增 加 一 倍 时 ， 须 停 电 检 查 。 阻 性 电 流 增

19、 加 到 初 始 值 1.5倍 ， 应 加 强 监 视 。 试 验 周 期 ： 35kV及 以 上 投 运 3个 月 ， 以 后 每 个 雷 雨 季 节 前 后 各 测 量 一 次注 意 事 项 ： 记 录 环 境 温 度 、 相 对 湿 度 和 运 行 电 压 ， 注 意 瓷 套 表 面 影 响 及 相 间 干 扰 的 影 响 。 3.4工 频 参 考 电 流 下 的 工 频 参 考 电 压 （ 交 接 项目 ）试 验 目 的 ： 判 断 MOA阀 片 的 老 化 、 劣 化 程 度试 验 设 备 ： 阻 性 电 流 测 试 仪 、 试 验 变 压 器 、 分压 器判 断 标 准 ： 应 符

20、 合 制 造 厂 规 定注 意 事 项 ： 测 量 应 每 节 单 独 进 行 ， 应 尽 量 缩 短工 频 参 考 电 压 的 加 压 时 间 ， 应 控 制 在 10s以 内 n 底 座 绝 缘 电 阻 （ 交 接 、 预 试 项 目 ）n 放 电 计 数 器 动 作 检 查 （ 交 接 、 预 试 项 目 ） 可 在 带 电 状 态 下 检 查 四 、 现 场 带 电 测 试 近 年 来 ， 金 属 氧 化 物 避 雷 器 (下 文 简 称 MOA)以 其 优 异的 技 术 性 能 逐 渐 取 代 了 其 它 类 型 的 避 雷 器 ， 成 为 电 力 系 统的 换 代 保 护 设 备

21、。 由 于 MOA没 有 放 电 间 隙 ， 氧 化 锌 电 阻片 长 期 承 受 运 行 电 压 ， 并 有 泄 漏 电 流 不 断 流 过 MOA各 个串 联 电 阻 片 ， 这 个 电 流 的 大 小 取 决 于 MOA热 稳 定 和 电 阻片 的 老 化 程 度 。 如 果 MOA在 动 作 负 载 下 发 生 劣 化 ， 将 会使 正 常 对 地 绝 缘 水 平 降 低 ， 泄 漏 电 流 增 大 ， 直 至 发 展 成 为MOA的 击 穿 损 坏 。 所 以 监 测 运 行 中 MOA的 工 作 情 况 ， 正确 判 断 其 质 量 状 况 是 非 常 必 要 的 。 MOA的 质

22、 量 如 果 存 在问 题 ， 那 么 通 过 MOA电 阻 片 的 泄 漏 电 流 将 逐 渐 增 大 ， 因此 我 们 可 以 把 测 量 MOA的 泄 漏 电 流 作 为 监 测 MOA质 量 状况 的 一 种 重 要 手 段 。 AI-6103 ， 主 要 目 的 是 测 量 MOA 的全 电 流 和 阻 性 电 流 ， 由 此 判 断 MOA 受 潮 和 老 化 程 度 。 开 机 画 面 和 测 量 画 面 注 意 事 项 ：1.记 录 运 行 电 压 。 2.测 量 前 先 连 接 地 线 ， 测 量完 最 后 拆 接 地 线 ！ 如 果 接 地点 有 油 漆 或 锈 蚀 必 须 清 除 干净 。3.先 将 全 电 流 信 号 线 插 头 插入 仪 器 ， 后 将 另 一 端 夹 子 夹到 （ 或 通 过 绝 缘 竿 搭 到 ） 被测 相 MOA 放 电 计 数 器 上 端 。 记录显示屏上的Ix和Irp，以及放电计数器示数。