12-避雷器資料

1、本次課程目的要求本次課程目的要求1 1、掌握放電間隙和管型避雷器的原理、作掌握放電間隙和管型避雷器的原理、作用用 ；2 2、掌握閥式、掌握閥式BLQBLQ的結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn) ；3 3、了解閥式、了解閥式BLQBLQ特性參數(shù)并會(huì)選擇該類特性參數(shù)并會(huì)選擇該類BLQBLQ 。6.4 避雷器避雷器 裝設(shè)裝設(shè)BLZ和和BLX對(duì)發(fā)電廠、變電站進(jìn)行直擊雷防護(hù)后，并對(duì)發(fā)電廠、變電站進(jìn)行直擊雷防護(hù)后，并不能保證不能保證100的屏蔽效果，仍有一定的的屏蔽效果，仍有一定的繞擊繞擊和和反擊反擊概率。概率。輸電線路一旦遭受雷擊，將會(huì)產(chǎn)生向變電站入侵的雷電過輸電線路一旦遭受雷擊，將會(huì)產(chǎn)生向變電站入侵的雷

2、電過電壓波，而同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備比線路的絕緣水平低得電壓波，而同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備比線路的絕緣水平低得多。所以還需用另一種與被保護(hù)絕緣并聯(lián)的能多。所以還需用另一種與被保護(hù)絕緣并聯(lián)的能限制過電壓限制過電壓幅值幅值的保護(hù)裝置，統(tǒng)稱為的保護(hù)裝置，統(tǒng)稱為避雷器避雷器。 避雷器的保護(hù)原理與避雷器的保護(hù)原理與BLX完全不同，按其原理，稱其為完全不同，按其原理，稱其為“自恢復(fù)限壓器自恢復(fù)限壓器”或或“限壓器限壓器”更為確切。更為確切。1、保護(hù)間隙：、保護(hù)間隙： 常用的角形保護(hù)間隙，由主常用的角形保護(hù)間隙，由主間隙間隙1和輔助間隙和輔助間隙2串聯(lián)組成串聯(lián)組成 保護(hù)間隙與被保護(hù)絕緣并聯(lián)，保護(hù)間隙與被保護(hù)絕緣并

3、聯(lián)，它的擊穿電壓比后者低，使過它的擊穿電壓比后者低，使過電壓波被限制到保護(hù)間隙電壓波被限制到保護(hù)間隙F的的擊穿電壓擊穿電壓Ub 。按發(fā)展歷史可分四種基本類型：按發(fā)展歷史可分四種基本類型： 保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器及氧化鋅避雷器保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器及氧化鋅避雷器 缺缺點(diǎn)點(diǎn) 間隙屬極不均勻場(chǎng)，伏秒特性很陡，不易與被保護(hù)絕緣間隙屬極不均勻場(chǎng)，伏秒特性很陡，不易與被保護(hù)絕緣進(jìn)行伏秒特性配合進(jìn)行伏秒特性配合 ； 保護(hù)間隙沒有專門的滅弧裝置；保護(hù)間隙沒有專門的滅弧裝置； 動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生大幅值的截波，對(duì)變壓器的縱絕緣不利；動(dòng)作后會(huì)產(chǎn)生大幅值的截波，對(duì)變壓器的縱絕緣不利；用于不重要和單相接地

4、電流不大的場(chǎng)合如用于不重要和單相接地電流不大的場(chǎng)合如10kV以下的配網(wǎng)中以下的配網(wǎng)中 輔助間隙主要防止被外物短路誤動(dòng)作而設(shè)置的。主間隙兩輔助間隙主要防止被外物短路誤動(dòng)作而設(shè)置的。主間隙兩個(gè)角形電極，可以使工頻續(xù)流在自身電動(dòng)力和熱氣流作用下易于個(gè)角形電極，可以使工頻續(xù)流在自身電動(dòng)力和熱氣流作用下易于上升而自動(dòng)熄滅上升而自動(dòng)熄滅2、排氣式避雷器、排氣式避雷器 兩個(gè)間隙串聯(lián)，外間隙隔離工作電壓以避兩個(gè)間隙串聯(lián)，外間隙隔離工作電壓以避免產(chǎn)氣管被泄漏電流燒壞，另一間隙裝在管內(nèi)免產(chǎn)氣管被泄漏電流燒壞，另一間隙裝在管內(nèi)稱內(nèi)間隙，電極一邊為棒形，另一端為環(huán)形。稱內(nèi)間隙，電極一邊為棒形，另一端為環(huán)形。管由纖維、

5、塑料或橡膠等產(chǎn)氣材料制成。管由纖維、塑料或橡膠等產(chǎn)氣材料制成。 雷電沖擊波襲來時(shí)，兩個(gè)間隙均被擊穿，雷電沖擊波襲來時(shí)，兩個(gè)間隙均被擊穿，使雷電流泄入大地。沖擊電流消失后，在工頻使雷電流泄入大地。沖擊電流消失后，在工頻續(xù)電流電弧的高溫作用下，產(chǎn)氣管分解大量氣續(xù)電流電弧的高溫作用下，產(chǎn)氣管分解大量氣體，形成較大氣壓，高壓氣體從環(huán)形電極中心體，形成較大氣壓，高壓氣體從環(huán)形電極中心孔噴出，進(jìn)行吹弧，使工頻電流過零時(shí)熄滅?？讎姵觯M(jìn)行吹弧，使工頻電流過零時(shí)熄滅。 排氣式避雷器滅弧能力與工頻續(xù)電流的大小有關(guān)，續(xù)流大產(chǎn)氣多，使管爆排氣式避雷器滅弧能力與工頻續(xù)電流的大小有關(guān)，續(xù)流大產(chǎn)氣多，使管爆炸；續(xù)流小滅弧

6、能力不足。排氣式避雷器的參數(shù)中有滅弧上、下限電流，使炸；續(xù)流小滅弧能力不足。排氣式避雷器的參數(shù)中有滅弧上、下限電流，使用時(shí)根據(jù)排氣式避雷器的安裝地點(diǎn)的運(yùn)行條件，使單相接地電流不超過滅弧用時(shí)根據(jù)排氣式避雷器的安裝地點(diǎn)的運(yùn)行條件，使單相接地電流不超過滅弧電流的范圍。電流的范圍。相對(duì)于保護(hù)間隙，排氣式避雷器具有較高的熄弧能力，但相對(duì)于保護(hù)間隙，排氣式避雷器具有較高的熄弧能力，但滅弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)。滅弧能力與工頻續(xù)流大小有關(guān)。 缺缺點(diǎn)點(diǎn) “V-S”陡，分散性大，難以與設(shè)備進(jìn)行絕緣配合；陡，分散性大，難以與設(shè)備進(jìn)行絕緣配合； 動(dòng)作后易形成高幅值的截波，危機(jī)變壓器絕緣；動(dòng)作后易形成高幅值的截波，危

7、機(jī)變壓器絕緣； 滅弧能力雖較強(qiáng)，但求得短路電流后，選擇合適滅弧能力雖較強(qiáng)，但求得短路電流后，選擇合適 規(guī)格的避雷器不易；規(guī)格的避雷器不易； 運(yùn)行維護(hù)麻煩，不夠可靠，易炸管。運(yùn)行維護(hù)麻煩，不夠可靠，易炸管。所以僅裝在輸電線路上絕緣薄弱的地方（如交叉檔距、過江所以僅裝在輸電線路上絕緣薄弱的地方（如交叉檔距、過江大跨距）和用作發(fā)電廠、變電所的進(jìn)線段保護(hù)。大跨距）和用作發(fā)電廠、變電所的進(jìn)線段保護(hù)。 二、閥式避雷器二、閥式避雷器1、主要結(jié)構(gòu)：、主要結(jié)構(gòu)：2、分類：、分類：火花間隙和閥片串聯(lián)，具有較平的伏秒特性火花間隙和閥片串聯(lián)，具有較平的伏秒特性和較強(qiáng)的滅弧能力。和較強(qiáng)的滅弧能力。1、火花間隙：、火花間

8、隙： 由單個(gè)間隙串聯(lián)而成。若干個(gè)間隙裝在一個(gè)小瓷筒內(nèi)，配上由單個(gè)間隙串聯(lián)而成。若干個(gè)間隙裝在一個(gè)小瓷筒內(nèi)，配上分路電阻組成標(biāo)準(zhǔn)單元，根據(jù)電壓等級(jí)不同，把若干標(biāo)準(zhǔn)單分路電阻組成標(biāo)準(zhǔn)單元，根據(jù)電壓等級(jí)不同，把若干標(biāo)準(zhǔn)單元串聯(lián)一起構(gòu)成元串聯(lián)一起構(gòu)成BLQ的總間隙。的總間隙。 FS、FZ普通型；普通型； FCZ、FCD磁吹型磁吹型間隙電場(chǎng)接近均勻電場(chǎng)間隙電場(chǎng)接近均勻電場(chǎng) 閥式閥式BLQ動(dòng)作過程：動(dòng)作過程： 閥式閥式BLQ的動(dòng)作以火花間隙的擊穿開始，又以間隙中工頻的動(dòng)作以火花間隙的擊穿開始，又以間隙中工頻續(xù)流電弧的熄滅結(jié)束。續(xù)流電弧的熄滅結(jié)束。 在雷過電壓下，間隙的在雷過電壓下，間隙的擊穿擊穿取決于它的

9、伏秒特性，取決于它的伏秒特性，“V-S”曲線越平坦越易與被保護(hù)絕緣的伏秒特性相配合。就要求曲線越平坦越易與被保護(hù)絕緣的伏秒特性相配合。就要求采用均勻電場(chǎng)的電極，用一系列尺寸不大的單元間隙組成采用均勻電場(chǎng)的電極，用一系列尺寸不大的單元間隙組成多重間隙可滿足要求。多重間隙可滿足要求。 在在熄滅續(xù)流電弧熄滅續(xù)流電弧階段，要求火花間隙具有良好的滅弧性能，階段，要求火花間隙具有良好的滅弧性能，以便在閥片電阻使續(xù)流減小時(shí)，盡早切斷續(xù)流。采用多重以便在閥片電阻使續(xù)流減小時(shí)，盡早切斷續(xù)流。采用多重間隙把續(xù)流分割成許多短弧，就能利用間隙把續(xù)流分割成許多短弧，就能利用“近極效應(yīng)近極效應(yīng)”，使，使電弧迅速熄滅。電弧

10、迅速熄滅。 現(xiàn)代普通閥式現(xiàn)代普通閥式BLQ的火花間隙應(yīng)能夠熄滅的火花間隙應(yīng)能夠熄滅80100A（幅值）（幅值）的續(xù)流電弧，靠單間隙難以實(shí)現(xiàn)。的續(xù)流電弧，靠單間隙難以實(shí)現(xiàn)。 所以閥式避雷器的火花間隙由大量單元間隙串聯(lián)組成。所以閥式避雷器的火花間隙由大量單元間隙串聯(lián)組成。例：例：110kV避雷器的單元間隙達(dá)避雷器的單元間隙達(dá)96只只由于對(duì)地和對(duì)高壓端寄生電容的影響，多重由于對(duì)地和對(duì)高壓端寄生電容的影響，多重間隙電氣上相當(dāng)于是一個(gè)電容鏈電路，電壓間隙電氣上相當(dāng)于是一個(gè)電容鏈電路，電壓分布是不均勻的。分布是不均勻的。這種不均勻?qū)_擊放電階這種不均勻?qū)_擊放電階段是有利的段是有利的，能降低整個(gè)火花間隙的

11、沖擊放，能降低整個(gè)火花間隙的沖擊放電電壓，使各個(gè)單元間隙迅速地相繼擊穿，電電壓，使各個(gè)單元間隙迅速地相繼擊穿，為被保護(hù)絕緣提供可靠保護(hù)。為被保護(hù)絕緣提供可靠保護(hù)。 因此在較重要的閥式因此在較重要的閥式BLQ（如（如FZ系列）中，系列）中，都在火花間隙上加裝有分路電阻；為使均壓都在火花間隙上加裝有分路電阻；為使均壓效果好，均采用了非線性電阻（效果好，均采用了非線性電阻（SiC）。）。但這種不均勻但這種不均勻降低了間隙的工頻擊穿電壓降低了間隙的工頻擊穿電壓，續(xù)流條件惡化，降低了滅弧性能。續(xù)流條件惡化，降低了滅弧性能。 這些分路電阻不會(huì)影響沖擊電壓分布的不均勻性，因?yàn)闆_這些分路電阻不會(huì)影響沖擊電壓分

12、布的不均勻性，因?yàn)闆_擊電壓下電壓分布基本取決于電容（擊電壓下電壓分布基本取決于電容（高頻特點(diǎn)高頻特點(diǎn)）2、閥片（工作電阻，限制工頻續(xù)電流）、閥片（工作電阻，限制工頻續(xù)電流） （1）出現(xiàn)雷過電壓時(shí)，火花間隙應(yīng)迅速擊穿而使過電壓的）出現(xiàn)雷過電壓時(shí)，火花間隙應(yīng)迅速擊穿而使過電壓的幅值受到限制，沖擊電流幅值受到限制，沖擊電流i在在工作電阻工作電阻R1上產(chǎn)生一壓降，其上產(chǎn)生一壓降，其最大值稱為最大值稱為“殘壓殘壓”。 為保護(hù)設(shè)備的絕緣，理想情況為保護(hù)設(shè)備的絕緣，理想情況下是無論下是無論i多大，該殘壓值都保多大，該殘壓值都保持不變，小于火花間隙的沖擊持不變，小于火花間隙的沖擊放電（擊穿）電壓，如圖中直放電

13、（擊穿）電壓，如圖中直線線3所示。所示。 壓降壓降U是經(jīng)是經(jīng)BLQ入地電流入地電流I在接地電在接地電阻和連線波阻抗阻和連線波阻抗Z上的壓降。上的壓降。 理想的閥片材料是沒有的，以理想的閥片材料是沒有的，以SiC為主原料的閥片，具有優(yōu)為主原料的閥片，具有優(yōu)秀的非線性伏安特性，能做到秀的非線性伏安特性，能做到i增大時(shí)殘壓提高不多，基本增大時(shí)殘壓提高不多，基本不超過間隙的沖擊放電電壓。不超過間隙的沖擊放電電壓。 工作電阻是由若干個(gè)閥片疊加而成，工作電阻是由若干個(gè)閥片疊加而成，閥片是由金剛砂粉末加結(jié)合劑模壓、閥片是由金剛砂粉末加結(jié)合劑模壓、燒結(jié)而成的圓餅。燒結(jié)而成的圓餅。閥片的閥片的“V-A”特性：特

14、性： Ciu 越小，工作電阻的非線性越好；一般低溫?zé)旱拈y片越小，工作電阻的非線性越好；一般低溫?zé)旱拈y片0.2左右，非線性已相當(dāng)好。其組成的工作電阻上電壓波形左右，非線性已相當(dāng)好。其組成的工作電阻上電壓波形如圖中的曲線如圖中的曲線4所示，殘壓一般不超過沖擊放電電壓所示，殘壓一般不超過沖擊放電電壓Ub(i) ，已能滿足要求。已能滿足要求。（2）在沖擊電流入地后，隨之流過工作電阻的是工頻續(xù)流，）在沖擊電流入地后，隨之流過工作電阻的是工頻續(xù)流，這時(shí)閥片由于電壓較低，這時(shí)閥片由于電壓較低，閥片電阻要迅速變大閥片電阻要迅速變大，以利，以利限流、滅弧。限流、滅弧。 對(duì)閥片電阻還有個(gè)要求是具有足夠的對(duì)閥片

15、電阻還有個(gè)要求是具有足夠的通流容量通流容量，否則易燒毀。，否則易燒毀。但雷電流的幅值很大，通流能力再大的閥片也難以承受，因但雷電流的幅值很大，通流能力再大的閥片也難以承受，因此限制流入變電所的雷電流幅值就成為變電所防雷此限制流入變電所的雷電流幅值就成為變電所防雷保護(hù)的任務(wù)之一。保護(hù)的任務(wù)之一。 普通閥式避雷器的滅弧性能和通流能力都不是很強(qiáng)，因而只普通閥式避雷器的滅弧性能和通流能力都不是很強(qiáng)，因而只能用于雷電過電壓防護(hù)，而不能作內(nèi)部過電壓的保護(hù)。能用于雷電過電壓防護(hù)，而不能作內(nèi)部過電壓的保護(hù)。（二）磁吹閥式（二）磁吹閥式BLQ1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 磁吹火花間隙和高溫閥片磁吹火花間隙和高溫閥片 2、

16、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 滅弧能力強(qiáng)、通流大；滅弧能力強(qiáng)、通流大；適用于適用于電機(jī)防雷保護(hù)電機(jī)防雷保護(hù)及及內(nèi)部過電壓的防護(hù)內(nèi)部過電壓的防護(hù)3、火花間隙：、火花間隙： 磁場(chǎng)對(duì)電弧的電動(dòng)力磁場(chǎng)對(duì)電弧的電動(dòng)力間隙中電弧加快運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、拉長(zhǎng)間隙中電弧加快運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、拉長(zhǎng)滅弧能力滅弧能力。 帶磁吹線圈帶磁吹線圈由于磁吹由于磁吹BLQ不僅用作雷過電壓防護(hù)，還要求其對(duì)內(nèi)部過不僅用作雷過電壓防護(hù)，還要求其對(duì)內(nèi)部過電壓具有一定的保護(hù)作用，它的火花間隙放電電壓取得較電壓具有一定的保護(hù)作用，它的火花間隙放電電壓取得較低低 ，使工頻續(xù)流的滅弧條件惡化了。，使工頻續(xù)流的滅弧條件惡化了。只有大大提高火花間隙的滅弧能力才能順利滅弧。

17、只有大大提高火花間隙的滅弧能力才能順利滅弧。4、閥片：、閥片：高溫?zé)海髂芰Υ蟾邷責(zé)?，通流能力大（三）主要電氣參?shù)（三）主要電氣參數(shù)額定電壓：額定電壓：滅弧電壓：滅弧電壓： 正常工作時(shí)加在避雷器上的工頻工作電壓正常工作時(shí)加在避雷器上的工頻工作電壓保證避雷器能可靠地熄滅續(xù)流電弧時(shí)的最大工保證避雷器能可靠地熄滅續(xù)流電弧時(shí)的最大工頻作用電壓。頻作用電壓。 該值應(yīng)該該值應(yīng)該大于大于BLQ工作母線上可能出現(xiàn)的最高工作母線上可能出現(xiàn)的最高工頻電壓工頻電壓，否則，否則BLQ可能因難以熄弧而爆炸?？赡芤螂y以熄弧而爆炸。 應(yīng)該指出：滅弧電壓才是避雷器最重要的設(shè)計(jì)依據(jù)應(yīng)該指出：滅弧電壓才是避雷器最重要的設(shè)計(jì)

18、依據(jù)可能出現(xiàn)的最高工頻電壓與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)：可能出現(xiàn)的最高工頻電壓與系統(tǒng)的運(yùn)行方式有關(guān)： 單相接地時(shí)，非故障相電壓在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中可達(dá)線單相接地時(shí)，非故障相電壓在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中可達(dá)線電壓的電壓的80%；在中性點(diǎn)不接地；在中性點(diǎn)不接地(含經(jīng)消弧線圈接地含經(jīng)消弧線圈接地)系統(tǒng)中分系統(tǒng)中分別可達(dá)線電壓的別可達(dá)線電壓的100%110%。所以中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的。所以中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的滅弧電壓可取為系統(tǒng)最大工作線電壓的滅弧電壓可取為系統(tǒng)最大工作線電壓的80%；中性點(diǎn)不接地；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的滅弧電壓可取為最大工作線電壓的系統(tǒng)的滅弧電壓可取為最大工作線電壓的100%110%。工頻放電電壓工頻放電電壓： 工頻電壓下避雷器發(fā)生放電的電壓。工頻電壓下避雷器發(fā)生放電的電壓。一般給出上、下限。一般給出上、下限。 沖擊放電電壓沖擊放電電壓： 沖擊電壓下避雷器放電的電壓幅值，常給沖擊電壓下避雷器放電的電壓幅值，常給出上限值。出上限值。 我國(guó)生產(chǎn)的避雷器該值與我國(guó)生產(chǎn)的避雷器該值與5kA（330kV及以上電網(wǎng)為及以上電網(wǎng)為10kA）下的殘壓基本相同。）下的殘壓基本相同。殘壓：殘壓： 沖擊電流通過避雷器時(shí)工作電阻上產(chǎn)生的電壓峰值沖擊電流通過