串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器的應用

1、在 335kV 電力系統(tǒng)中xx 間隙金屬氧化物避雷器的應用xxxxxxxx二 00 九年六月在 335kV電力系統(tǒng) xxxx 間隙金屬氧化物避雷器的應用xxxxxxxx摘要：本文從分析造成 335kV 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的原因入手，討論無間隙金屬 氧化物避雷器的局限性及串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器的可行性。關鍵詞：過電壓金屬氧化物避雷器無間隙 xx 間隙引言金屬氧化物避雷器問世以來，被公認為是當代最理想的過電壓保護裝置。 由于氧化鋅材料具有十分有意的非線性伏安特性，因而可以設計成無間隙避雷 器，這就使得這種避雷器的結構輕便、簡捷，同時又避免了傳統(tǒng)的碳化硅避雷 器因為內(nèi)部平板火花間隙而存在的放電電壓

2、分散性的弊病，因此，無間隙金屬 氧化物避雷器得到了迅速的推廣。通過了理論分析并經(jīng)運行實踐證明，在 335kV 中性點非直接接地的電力系 統(tǒng)中，無間隙金屬氧化物避雷器的應用遇到了挑戰(zhàn)，常因耐受不了內(nèi)部過電壓 而發(fā)生運行事故，而在我國 335kV 電力系統(tǒng)，基本上是中性點非直接接地的電 力系統(tǒng)，為此，如何應對這一挑戰(zhàn)就擺到我們的面前。一、335kV中性點非直接接地的電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓分析1、線路投、切過電壓 三相無載供電線路，在進行投入與切斷操作中，由于三相斷路器動、靜觸 頭的非同期性，可能造成系統(tǒng)中性點電位位移，而造成過電壓。2、系統(tǒng)單相接地過電壓 在我國現(xiàn)行規(guī)程中允許中性點非直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)單

3、相接地時運行一段時 間，此時，另兩相（非接地相）的相電壓，將升高至線電壓（升高1.73 倍）3、線路甩負荷引起電壓升高當長線路斷路器跳閘，由于線路電感與電容參數(shù)的效應，也可使線路工頻 電壓升高。4、弧光接地過電壓 當線路發(fā)生單相弧光接地，出現(xiàn)對地的多次起弧或熄弧重復交替時，可引 起另兩相對地電容的振蕩，導致弧光接地過電壓。5、諧振過電壓 諧振過電壓是中性點非接地系統(tǒng)出現(xiàn)最多的過電壓。引起諧振過電壓的因 素也比較多，如鐵磁諧振過電壓，電容效應引起的線性諧振，又如激發(fā)、自保 持、翻相、諧波等非線性諧振；斷線諧振；參數(shù)諧振過電壓等。二、從無間隙金屬氧化物避雷器參數(shù)分析驗證其能否適應系統(tǒng)內(nèi)部過電壓 的

4、要求以型金屬氧化物避雷器為例：1、型避雷器參數(shù)避雷器額定電壓 17kV（有效值）避雷器持續(xù)運行電壓13.6kV（有效值）直流參考電壓（不小于） 25kV 操作沖擊殘壓42.5kV（峰值） 雷電沖擊殘壓 50kV（峰值） xx 沖擊殘壓57.5 kV（峰值） 通流容量 （2mS/18 次） 100A /S2次）65kA0.75U1mA 下泄露電流（不大于） 50A2、10KV中性點非直接接地系統(tǒng)參數(shù)分析 系統(tǒng)標稱電壓（ Ue）10kV 系統(tǒng)最高電壓（ Um） Um=（1.11.2） Ue 1112kV 系統(tǒng)最大運行電壓（ Uo）Uo=（1.051.1）Ue10.511kV 系統(tǒng)內(nèi)部過電壓： 以發(fā)

5、生比較頻繁，過電壓比較嚴峻的弧光接地過電壓為例 弧光接地過電壓，非弧光接地相對地電壓可達到相電壓的3.5 倍。Ug=3.5 ：22kV3、從避雷器的參數(shù)分析看其對 10kV中性點非直接接地系統(tǒng)的適應性。 從系統(tǒng)安全運行的要求應保證避雷器的參數(shù)： 避雷器持續(xù)運行電壓應滿足：Uc=1.1Um=13.2kV 而型避雷器的持續(xù)運行電壓為13.6kV可以滿足要求。 避雷器的額定電壓應達到：Ur=12.5Uc=1.25 1.1Um=16.5kV型避雷器的額定電壓為 17kV可以保證系統(tǒng)要求。 當系統(tǒng)發(fā)生單相接地事故時，避雷器仍能滿足系統(tǒng)要求。 YH5WS型無間隙金屬氧化物避雷器能夠滿足中性點非接地系統(tǒng)正常

6、運行條件下，及按線電壓選 擇的避雷器在單相接地事故時的參數(shù)要求。但是，當系統(tǒng)中出現(xiàn)內(nèi)部過電壓事故時，如弧光接地事故等，則該避雷器 滿足不了系統(tǒng)要求。因此在 335kV 中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，無間隙金屬氧化物避雷器常 因耐受不住電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的諸如弧光接地等諧振過電壓而致使其損壞。因而 有人建議在 335kV 中性點非直接接地系統(tǒng)不主張使用無間隙金屬氧化物避雷 器。在此背景下，一個新型的避雷器產(chǎn)品便應運而生。三、xx間隙金屬氧化物避雷器串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器，就是在一個無間隙金屬氧化物避雷器本體 上，再串聯(lián)一個間隙而構成。這個串聯(lián)間隙起什么作用呢？在傳統(tǒng)的碳化硅避 雷器中串聯(lián)間隙有絕緣、

7、放電和滅弧三個作用，而金屬氧化物避雷器由于氧化 鋅材料具有優(yōu)良的非線性伏安特性，可以合理的選擇電阻片參數(shù)限制工頻續(xù)流 而不需要間隙滅弧，此時間隙具有兩大作用：絕緣、放電。這兩個作用決定了間隙結構的選擇。1、xx間隙的結構形成采用外部單間隙結構，電極形狀為球面，以空氣為絕緣介質，以三支絕緣 柱支撐間隙電極材質為低熔合金。2、xx間隙避雷器主要參數(shù)名稱：自動脫離式有 xx 間隙金屬氧化物避雷器避雷器額定電壓： 17kV（有效值）避雷器持續(xù)運行電壓13.6kV（有效值）工頻放電電壓： 2631kV（有效值）s 沖擊放電電壓： 50kV（峰值）106kV/s 波前沖擊放電電壓：53.155.7kV（峰

8、值）雷電沖擊殘壓（ s）： 38kV（峰值）沖擊電流耐受（ s 20 次）5kA方波電流耐受（ 2ms 18 次）100A大電流沖擊耐受（ s 2 次） 65kA泄漏電流（ 15kV）50A3、xx 間隙金屬氧化物避雷器的特點3.1 由于有串聯(lián)間隙的存在，在系統(tǒng)正常工作電壓下，間隙隔離了系統(tǒng)電 壓，阻止電流流過避雷器，無續(xù)流解決了電阻片老化問題，延長了避雷器的使 用壽命，減少事故發(fā)生。3.2 當系統(tǒng)產(chǎn)生過電壓并超過放電電壓值時，間隙放電，電阻片呈現(xiàn)低阻狀 態(tài)，由于電阻片的參數(shù)選擇比無間隙避雷器的殘壓低，所以保護性能好，增大 了被保護范圍。3.3 該避雷器的工頻放電電壓（ 2631kV）高于系統(tǒng)

9、弧光接地時的過電壓 （22kV），可以耐受該過電壓，可以可靠的在中性點非直接接地系統(tǒng)工作。3.4 該避雷器間隙為低熔點合金制造，當避雷器一旦出現(xiàn)損壞情況時，該間 隙可以安全、可靠的使避雷器與系統(tǒng)脫離，系統(tǒng)可照常安全運行。3.5 該大球面放電間隙可方便的調(diào)整避雷器的放電電壓值，并且電極表面電 位分布均勻合理。3.6 該避雷器在參數(shù)上可兼顧配電型與線路避雷器的要求可以做到多功能， 在結構上可當支持絕緣子使用，可一物兩用。結語根據(jù)上述分析，我們認為有串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器是335kV（特別是 10kV）中性點非直接接地系統(tǒng)中最理想的過電壓保護電器。作者簡介xx：男，1973年 6月出生，遼寧華隆電力科技有限公司總經(jīng)理，本科文化，高級工 程師，從事電器制造企業(yè)管理。xx：女，1987年 5月出生，遼寧華