電力系統(tǒng)高壓電力裝置的防雷技術

1、電力系統(tǒng)高壓電力裝置的防雷技術 1. 原始的高壓防雷技術 電力裝置在其發(fā)展使用初期大都是通過裸導線架空線路輸電，架空導線一般在離地面618m的空間，通過雷電入侵波產生的雷電過電壓使線路或設備絕緣擊穿而損壞。當時人們通過在線路或設備上人為地制造絕緣薄弱點即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或設備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，當雷電發(fā)生時強大的過電壓使間隙擊穿，從而產生接地保護，起到保護線路或設備絕緣的作用。 1.1 間隙保護技術：間隙保護就是線路大體的兩極由角形棒組成，一極固定在絕緣件上連接帶電導線，而另一極接地，間隙擊穿后電弧在角形棒間上升拉長，當電弧電流變小時可以自

2、行熄弧，間隙保護技術的缺點是當電弧電流大到幾十安以上時就沒法自行熄弧，雷電過電壓時，單相、兩相或三相間隙都可能擊穿接地，造成接地故障、兩相或三相間短路故障，以致線路電源斷路器保護動作分閘。 1.2 管型避雷器技術：管型避雷器技術是利用一種具有噴氣熄弧功能的間隙裝置，此裝置有內外兩個間隙，外間隙類似保護間隙，兩極均固定在絕緣件上，內間隙置于避雷器管內，當雷電過電壓內外間隙擊穿時，雷電流和工頻短路電流經管內壁接地，管壁物質受熱氣化，有較大壓力氣體經內間隙噴出管外，強制間隙熄弧。管型避雷器技術也存在很多的缺點：此裝置的的選用受安裝地點的限制，其次還受線路最大、最小短路電流的制約，最大短路電流大于避雷

3、器的斷流上限時避雷器會爆炸；短路電流小于避雷器的斷流下限時就不能熄弧，避雷器可能燒壞。另外管型避雷器多次動作后，管內徑會逐漸增大，熄弧能力會下降甚致消失。 2. 新型防雷技術的應用 間隙保護技術和管型避雷器技術都是靠間隙擊穿接地放電降壓來起到保護的作用，以上兩種防雷技術往往會造成接地故障或相間短路故障，不能達到科學合理的保護作用。目前在電力系統(tǒng)中防雷保護僅將它們用于輸電線路防雷，同時為了盡量減少線路停電事故，與自動重合閘裝置配合使用。更為科學合理的防雷措施是閥型避雷器技術，是目前電力高壓防雷最為普遍的電氣設備防雷技術。其原理是在過電壓下自動開閘泄流降壓，恢復運行電壓時閉閘斷流，這種保護作用是靠

4、避雷器內電阻元件的限流限壓作用實現的，過電壓下電阻元件可將雷電流限制在5ka內，殘壓限制在設備的雷電沖擊絕緣水平以下；有些電阻元件在運行電壓下仍有續(xù)流通過，長時間續(xù)流會使管型避雷器損壞，故一般需加串聯(lián)間隙隔離運行電壓，并靠間隙滅弧和切斷續(xù)流。閥型避雷器突出優(yōu)點是避雷器的電阻元件可避免電力系統(tǒng)直接接地或相間短路故障，其保護作用不會影響電力系統(tǒng)的正常安全運行。 2.1 碳化硅避雷器技術：碳化硅避雷器結構為將間隙和若干片sic閥片壓緊密封在避雷器瓷套內，保護作用是利用sic閥片的非線性特性，在過電壓下電阻變得很小，可大量泄放雷電流限制殘壓，而在雷電壓過去后電阻自動增大，限制續(xù)流在幾十安內，使間隙能滅

5、弧和斷流。碳化硅避雷器技術是現行防雷技術中主要的防雷電器。 2.2 氧化鋅避雷器：氧化鋅避雷器簡稱moa, 與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比，moa具有保護特性好，通流能力大，耐污能力強，結構簡單，可靠性高等特點，能對輸變電設備提供最佳保護。 碳化硅避雷器技術在防雷性能上有其突出的優(yōu)點被電力系統(tǒng)高壓設備廣泛采用，但也存在著一定的缺點：一是只有雷電最大幅值限壓保護功能，而無雷電陡波保護功能，防雷保護功能不完全；二是沒有連續(xù)雷電沖擊保護能力；三是動作特性穩(wěn)定性差可能遭受暫態(tài)過電壓危害；四是動作負載重使用壽命短等。這些潛在的缺點已暴露出碳化硅避雷器在使用的過程當中存在影響電力安全的隱患性且其產品技術也比較落

6、后。氧化鋅避雷器按外殼材料分為瓷套式、罐式、復合外套式三大類；按使用場所分配電、電站、線路、并聯(lián)補償電容器、變壓器和電機中性點、發(fā)電機和電動機保護用六大類，氧化鋅避雷器技術在繼承了碳化硅避雷器技術的基礎上，無論是在設計的思想上，還是在產品功能的完善上都是世界公認的當代最為先進防雷電器。氧化鋅避雷器的結構為將若干片zno閥片壓緊密封在避雷器瓷套內。zno閥片具有非常優(yōu)異的非線性特性，在較高電壓下電阻很小，可以泄放大量雷電流，殘壓很低，在電網運行電壓下電阻很大很大，泄漏電流只有50150a，電流很小可視為無工頻續(xù)流，這就是作成無間隙氧化鋅避雷器的原因，其突出優(yōu)點是它對雷電陡波和雷電幅值同樣有限壓作用，防雷保護功能完全。 我國最先生產使用的是無間隙氧化鋅避雷器，經過長期的運行實踐，發(fā)現它有損壞爆炸率高，使用壽命短等缺點，原因是暫態(tài)過電壓承受能力差是其致命弱