避雷器原理及运行维护.ppt

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3 4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 8kV 324kV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 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 20 s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2000 3200 s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 10 s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 避雷器型号 避雷器具体参数 避雷器均压环 110kV等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 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 8 20 s 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JS 8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 8 20s 的冲击电流 JS 8型记数器可用于6 0 330kV系统的避雷器 JS 8A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