避雷器种类与参数讲义ppt课件.ppt

1 避雷器种类与参数讲义 2 1 避雷器的工作原理 工作原理 避雷器实质上是一种过电压限制器 并联连接在被保护设备附近 避雷器保护作用原理如图所示 避雷器的击穿电压要比被保护设备的低 当过电压波沿线路入侵并超过避雷器的放电电压时 避雷器首先放电把入侵波导入大地 限制了作用于设备上的过电压数值 从而保护了设备绝缘免遭击穿破坏 当入侵波消失后 避雷器应能自行恢复绝缘能力 以免造成工频接地短路事故 避雷器 被保护设备 过电压波 3 一 避雷器重要参数 1 绝缘强度自恢复能力 电气设备绝缘强度与时间的关系 即恢复到原来绝缘强度的快慢 2 伏秒特性 指电压与时间的对应关系 伏秒特性曲线是指在冲击电压波形一定的前提下 绝缘的冲击放电电压与相应的放电时间的关系曲线 4 1 避雷器的伏秒特性的上限不得高于电气设备的伏秒特性的下限 2 避雷器的基本要求 5 3 电力避雷器按放电类型分类 辅助间隙的作用 为防止主间隙被外物短接而造成接地短路事故 主间隙采用角形 使工频续流电弧在自身电动力和热气流的作用下 易于上升被拉长而自行熄灭 1 保护间隙 由主间隙和辅助间隙构成 保护间隙 管式避雷器 阀型避雷器 氧化锌避雷器 6 等效电路 1 圆钢 2 主间隙 3 辅助间隙 4 被保护物 5 保护间隙 在正常情况下 保护间隙对地是绝缘的 并且绝缘强度低于所保护线路的绝缘水平 因此 当线路遭到雷击时 保护间隙首先因过电压而被击穿 将大量雷电流泄入大地 使过电压大幅度下降 从而起到保护线路和电气设备的作用 7 保护间隙的优点 结构简单 造价低 缺点 1 伏秒特性曲线比较陡 与被保护设备的绝缘配合不理想 2 同时放电时会产生截波 对有线圈的设备造成危害 3 弧灭能力差 因此保护间隙主要用于10kV以下的配电线路中 8 2 管型避雷器管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙 它由两个串联间隙组成 一个间隙在大气中 称为外间隙 其工作就是隔离工作电压 避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏 另一个装设在气管内 称为内间隙或者灭弧间隙 原理结构见下图 9 管式避雷器的缺点 1 一般变压器和其他设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平 二者不能很好配合 2 管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波 对变压器纵绝缘不利 其放电特性受大气条件影响较大 因此管型避雷器目前只用于线路保护 10 2 阀型避雷器1 结构 由放电间隙和非线形电阻阀片组成 并密封在瓷管内 放电间隙是由若干个标准单个放电间隙 间隙电容 串联而成 并联一组均压电阻 11 等效电路 间隙电容 均压电阻 阀片电阻 12 阀电阻特性 阀片电阻的伏安特性曲线 13 4 氧化锌避雷器 应用最广 1 构造阀片由微小氧化锌晶粒为主要材料 加入一些金属氧化粉 经过加工成氧化锌电阻片 2 伏安特性氧化锌电阻在实际应用中最为重要的性能指标是伏安特性 如图所示 该特性可大致划分为三个工作区 即小电流区 限压工作区和过载区 14 小电流区 阀片中电流很小 呈现出高阻状态 限压工作区 阀片中流过的电流较大 特性曲线平坦 压敏电阻发挥对过电压的限压作用 过载区 阀片中流过的电流很大 特性曲线迅速上翘 电阻显著增大 限压功能恶化 阀片出现电流过载 15 2 氧化锌避雷器特点电阻片具有非线性 正常工作电压下 只有微安级电阻性电流流过 避雷器的电阻非常大 泄漏电流非常小 在过电压时避雷器的电阻非常小 大电流泄得越快越好 残压低 动作快 安全可靠 16 1 避雷器的工作原理 采用避雷器来限制雷电过电压或者操作过电压 将电流分入大地 17 氧化锌避雷器优点 1 优异的保护性能 MOA具有很好的非线性特性 2 大的通流能力 具有良好的吸收雷击过电压和暂态过电压的能力 3 较高的运行可靠性 正常的工作状态下接近绝缘状态 工频续流仅为微安级 能量释放快速恢复高阻状态 运行可靠性高 抗污秽能力强 ZnO SiC和理想避雷器伏安特性曲线的比较 18 图2 27复合外套ZnO避雷器整体结构示意图1 硅橡胶裙套 2 金属端头 3 ZnO阀片4 高分子填充材料 5 一环氧玻璃钢芯棒 6 吊环 7 环氧玻璃钢筒 8 法兰 19 目前国内输电线路主要采用金属氧化物避雷器 MOA 氧化锌避雷器由一个或并联的两个非线性电阻片叠合圆柱构成 它根据电压等级由多节组成 35 110kV氧化锌是单节的 220kV氧化锌是两节的 500kV氧化锌是三节的 而750kV氧化锌则是四节的 20 500kV变电站 21 氧化锌避雷器的电气特性参数 额定电压额定电压是指允许加在避雷器两端的最大工频电压有效值 氧化锌避雷器的标称