避雷器(MOA)技术讲座

1、避雷器（避雷器（MOA）技术讲座）技术讲座 一、避雷器的作用和种类一、避雷器的作用和种类 1、避雷器用来防止雷电波沿线路侵入变电站或其他建筑 物危害电气设备绝缘的一种防雷装置。它必须与被保护的 设备并联。避雷器间隙（无间隙）的击穿电压比被保护设 备绝缘的击穿电压低，正常工作电压作用时避雷器间隙不 会被击穿，当雷电波沿导线传来，出现危及被保护物绝缘 的过电压时，避雷器间隙便很快补击穿，对地放电，使大 量的电荷都泄入地中。从而限制了被保护物绝缘上的过电 压数值，起到了保护设备绝缘的作用。过电压过去以后， 要求间隙孔不入能迅速灭弧，否则在电网工频电压的作用 下，会造成接地事故，破坏电网的正常进行。

2、2、避雷器主要有阀型避雷器和氧化锌避雷器。 下面主要谈一谈氧化锌避雷器 二、氧化锌避雷器的特点 变电站内必须装设避雷器以限制雷电波入 侵时的过电压，这是变电站防雷保护的基 本措施之一（其它有保护间隙、避雷线、 避雷针、接地网、接地装置）。避雷器的 主要特点： 1）、氧化锌避雷器与外套构成密实的整体，消除 了引起呼吸作用的空腔，解决了内部元件受潮的 关键问题。 2）、整体耐受内过电压能力强，老化特性好。 3）、结构紧凑，零部件少，体积小和质量轻。 4）、保护特性稳定，响应快，陡波特性好，无截 波，能耐受多重雷击，能限制异常操作过电压， 能在重污秽等恶劣环境中可靠运行。 5）、软质橡塑外套可防止恶

3、性爆炸事故，可防止 在运输与安装过程中破损。 6）、金属氧化物避雷器除了有较理想的非线性伏安特性 外，还有不少优点。一是无间隙。在工作电压下，金属氧 化物避雷器实际上相当一绝缘体，因而工作电压不会使氧 化锌阀片烧坏，同时，因无间隙，故大大改善了陡波下的 响应特性。二是无续流，故只要吸收过电压能量即可，这 样，对金属氧化物避雷器的热容量的要求比阀型避雷器低 得多。三是电气设备所受过电压可以降低。 （阀型避雷 器只在串联间隙放电后才可将电流泄放，而金属氧化物避 雷器在整个过电压过程中都有电流流过，因此降低了作用 在变电站电气设备上的过电压）。四是通流容量大，可以 用来限制内部过电压。另外，金属氧化

4、物避雷器体积小， 重量轻，结构简单，运行维护方便，使用寿命也长，因此 金属氧化物避雷器将取代阀型避雷器。 二、氧化锌避雷器型号含义二、氧化锌避雷器型号含义 1、以乐平变电站南乐I 线Y20W1- 444/1063W型氧化锌避雷器为例说明各符 号的含义。 Y20W1-444/1063W ： Y-表示氧化锌避雷器 20-表示标称放电电 流 W-表示无间隙 1-表示设计序号 444-表示避雷器的额定电压 1063-表示标 称放电电流下的残压 W-表示防污 2、乐平变电站有下列型号氧化锌避雷器 三、氧化锌避雷器的元件三、氧化锌避雷器的元件 1、接线压板 2、接线盖板 3、均压环 4、 防雨帽 （罩）

5、5、复合外套 （瓷套） 6、阀片 7、接地引 下线 附件：计数器 在线监测仪 四、氧化锌避雷器非正常状态四、氧化锌避雷器非正常状态 1、异常或缺陷状态。 2、事故状态,即击穿或烧毁或爆炸。 五、氧化锌避雷器主要故障原因五、氧化锌避雷器主要故障原因 （1）要有关部门调查结果分析表明，氧化 锌避雷事故原因69%是制造质量问题， 25%是运行不当，6%是选型不当。制造质 量问题所引起的爆炸事故中，内部受潮是 主要原因。 （2）密封不良是导致内部受潮的主要原 因： 1）密封胶圈压缩变形的寿命指标达不到设计要求， 易造成密封失效，这一般在运行一段时间以后、 气候骤然变化或雨季以后，就表现出来。 2）两端

6、盖板加工粗糙，有毛刺，将防爆板刺破导 致潮气或水分侵入；铸造质量差，有砂眼，加工 时密封槽出现缺口，使密封胶圈装上后不起作用， 潮气或水分由缺口进入。 3）组装时漏装密封胶圈或将干燥剂袋压在密封圈 上，或是密封胶圈位移，或是没土封死充氮气的 孔。 4）瓷套质量先天优劣，或运输过程中受损，出现 不易观察的裂纹，使潮气缓慢侵入。 （3）产品制造过程中的因素是避雷器内部受潮的 另一原因。总装车间环境不良，或运输后未经干 燥处理将附着有潮气的阀片和绝缘件装入瓷套内， 出厂时使潮气就被封在瓷套内。装氮气的钢瓶未 经干燥处理,就灌入干燥的氮气，使氮气受潮，在 充氮时将潮气带入避雷器中。从一些事故避雷器 残

7、骸可看到，阀片没有通流痕迹，阀片两端铝面 没有发现大电流通过后的放电斑痕，而在瓷套内 壁或阀片侧面却有闪络痕迹，在金属附件上有锈 斑或锌白，（我分公司罗坊变、和梦山变避雷器 发生爆炸）可以证明就是避雷器受潮直接导致的 绝缘击穿。 （4）产品结构设计不合理： 1）避雷器厂家片面追求体积小、重量轻，致使瓷套干闪、 湿内电压太低。 2）固定阀片的支架绝缘性能不良，有的甚至用青壳纸卷 阀片，复合绝缘的耐压强度难以满足要求。 3）阀片通流容量较小，使用在某些地方，实际雷电流大， 残压高，失去保护作用。 （5）参数选择不当。 （6）操作不当。如操作人员将中心点接地系统变为局部 不接地系统，使施加到某台避雷

8、器两端电压大大超过其持 续运行电压，就可能导致避雷器热击穿爆炸。双如在变压 器中心点接地开关未闭合的情况下，操作断路器使变压器 分合闸且断路器三相严重不同期时，极有可能使中性避雷 器爆炸。 （7）阀片老化。有些产品老化特性不好， 如运行一段地间以后，部分阀片首先劣化， 造成避雷器参考电压下降，电位分布不均 匀，阻性电流和功率损耗增加，在电网电 压不变恶性循环，最终导致避雷器热崩溃 而爆炸。 六、氧化锌避雷器常见故障及异常现象六、氧化锌避雷器常见故障及异常现象 （1）氧化锌避雷器事故时的特点： 1）雷击线路，在断路器跳闸同时，断路器或互感 器烧毁，氧化锌避雷器爆炸，发生概率高。 2）接地时或绝缘

9、子击穿时，氧化锌避雷器爆炸。 发生概率高。 3）系统操作时，氧化锌避雷器爆炸。 4）晴天，系统无任何操作，氧化锌避雷器也发生 爆炸。 5）氧化锌避雷器爆炸既可能发生在中性点非直接 接地系统，也可以发生在中性直接接地系统。 （进口或国产的产品都有此种现象发生）。 七、氧化锌避雷器良好初始状态要点七、氧化锌避雷器良好初始状态要点 1、正确选择型号、参数 （1）避雷器的保护水平。 避雷器的保护水平与本身运行可靠性是两个互相 矛盾的要求，避雷器参数的选择是一个优选的过 程，不能顾此失彼。避雷器参数选择原则如下： 1）根据被保护设备类型选择避雷器的类型，如对 电机、并联电容器、变电站设备、配电设备、电

10、气铁道系统等，分别采用在型号的W（无间隙） 或C（串联间隙）后带D（保护电机）、Z（电 站）、S（线路）、等的避雷器，这是因为这些 地点的过电压能量不同以及这些设备的绝缘水平 不同。 1）根据被保护设备类型选择避雷器的类型， 如对电机、并联电容器、变电站设备、配 电设备、电气铁道系统等，分别采用在型 号的W（无间隙）或C（串联间隙）后带D （保护电机）、Z（电站）、S（线路）、 等的避雷器，这是因为这些地点的过电压 能量不同以及这些设备的绝缘水平不同。 2）氧化锌避雷器的额定电压Ur是指其两端 即相对地允许施加的最大工频电压有效值， 这里注意，避雷器额定电压Ur与所在系统 的标称电压Un不是一

11、回事，选择较低值的 额定电压Ur可以提高保护水平，但也相应 降低了避雷器本身的运行可靠性和使用寿 命。避雷器持续运行电压Uc是允许持久地 施加在避雷器两端的工频电压有效值。 3）Ur（额定电压）的取值还要求其制造厂提供的避雷器 工频电压耐受时间特性曲线能符合所在系统暂时过电压和 操作过电压能量的要求。避雷器工频电压耐受时间特性表 示避雷器具有在一定时间内随一定程度的工频电压升高的 能力。并非每一次避雷器选择都必须进行工频电压耐受时 间特性校核，只有当避雷器安装点有可能出现幅值较大、 持续时间较长的暂时过电压的特殊情况，或为了取得更大 的保护裕度而选择较低一级额定电压的避雷器时，才进行 工频电压

12、耐受时间特性校核，此时要求安装地点的暂时过 电压和操作过电压幅值时间曲线低于避雷器工频电压耐受 时间特性曲线。 4）考虑到保护设备与被保护设备之间还有 一定电气距离以及还有其他一些未知因素， 设备的绝缘水平与避雷器的保护水平之间 应有一定的裕度 5）氧化锌避雷器的标称放电电流分20kA、 10kA、5kA、2.5kA、1.5kA五种。对220kV 及以上系统，一般用10kA及以上。 对同一 雷电残压参数的避雷器，所选取的标称放 电电流值越大，在相同雷电流下的实际残 压值越低，因为两者残压参数所对应的标 称电流是不一样的。 （2）避雷器的通流能力（电流冲击耐受试验）。 通流能力包含：4/10s大电流冲击耐受能力和长 持时间冲击电流耐受能力，后者又分线路放电试 验和2ms方波冲击电流试验。GB/T110322000 对这些试验项目的标准和方法作了详细的规定。 （3）对额定