避雷器原理及運行維護

1、避雷器原理及運行維護電力系統(tǒng)過電壓 過電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常工作要求的電壓?？煞譃閮?nèi)部過電壓和雷電過電壓兩大類。 1）內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的開關(guān)操作、發(fā)生故障或其他原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的過電壓。 內(nèi)部過電壓又分操作過電壓和諧振過電壓等形式。內(nèi)部過電壓一般不會超過系統(tǒng)正常運行時相電壓的34倍，因此對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。 2）雷電過電壓 雷電過電壓又稱大氣過電壓或外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。雷電過電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)1億

2、伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬安，供電系統(tǒng)的危害極大。 避雷器與避雷元器件避雷器與避雷元器件 避雷器，又叫做過電壓限制器，它的作用是把已侵避雷器，又叫做過電壓限制器，它的作用是把已侵人電力線、信號傳輸線的雷電高電壓限制在一定范圍之人電力線、信號傳輸線的雷電高電壓限制在一定范圍之內(nèi)，保證用電設(shè)備不被高電壓沖擊擊穿。常用的避雷器內(nèi)，保證用電設(shè)備不被高電壓沖擊擊穿。常用的避雷器種類繁多，但歸納起來可分為種類繁多，但歸納起來可分為為四大類為四大類:(1)閥型閥型;(2)放電放電間隙型間隙型;(3)高通濾波型高通濾波型;(4)半導(dǎo)體型。根據(jù)用途半導(dǎo)體型。根據(jù)用途分分為兩大為兩大類，即類，即電力避雷器和電信避

3、雷器。電力避雷器和電信避雷器。避雷器的基本要求避雷器的基本要求1、電力避雷器：、電力避雷器： 用在電力輸配線路上限制操作引起的內(nèi)部用在電力輸配線路上限制操作引起的內(nèi)部過電壓或雷電過電壓的裝置。過電壓或雷電過電壓的裝置。2、一般工作原理：、一般工作原理： 當(dāng)作用電壓超過電力避雷器的放電電壓時，當(dāng)作用電壓超過電力避雷器的放電電壓時，避雷器即先避雷器即先放電放電，限制了過電壓；放電體結(jié)束，限制了過電壓；放電體結(jié)束，絕緣強度能自己恢復(fù)絕緣強度能自己恢復(fù)，保證電力設(shè)備正常運作。，保證電力設(shè)備正常運作。避雷器的作用o避雷器在正常工作電壓下，流過避雷器的電流僅有微安級，相當(dāng)于一個絕緣體，當(dāng)遭受過電壓的時候，

4、避雷器阻值急劇減小，使流過避雷器的電流可瞬間增大到數(shù)千安培，避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而有效地限制了過電壓對輸變電設(shè)備的侵害。o防雷器在納秒內(nèi)導(dǎo)通，將脈沖電壓短路于地泄放，后又恢復(fù)為高阻狀態(tài)，從而不影響用戶設(shè)備的供電。設(shè)備n當(dāng)電網(wǎng)由于雷擊出現(xiàn)瞬時脈沖電壓時，防雷器在納秒內(nèi)導(dǎo)通 。（1）伏秒特性：指電壓與時間的對應(yīng)關(guān)系。）伏秒特性：指電壓與時間的對應(yīng)關(guān)系。（2）工頻續(xù)流：指雷電壓或過電壓放電結(jié)束）工頻續(xù)流：指雷電壓或過電壓放電結(jié)束 ，但工頻電壓仍作用在避雷器上，使其流過的工頻但工頻電壓仍作用在避雷器上，使其流過的工頻短路接地電流。短路接地電流。（3）絕緣強度自恢復(fù)能力：電氣設(shè)備絕緣強

5、度）絕緣強度自恢復(fù)能力：電氣設(shè)備絕緣強度與時間的關(guān)系，即恢復(fù)到原來絕緣強度的快慢。與時間的關(guān)系，即恢復(fù)到原來絕緣強度的快慢。（4）避雷器的額定電壓：把工頻續(xù)流第一次過）避雷器的額定電壓：把工頻續(xù)流第一次過零后，零后， 間隙所能承受的，不至于引起電弧重燃間隙所能承受的，不至于引起電弧重燃的最大工頻電壓，又稱電弧電壓。的最大工頻電壓，又稱電弧電壓。3、電力避雷器的涉及的幾個指標(biāo)、電力避雷器的涉及的幾個指標(biāo)4、對電力避雷器的基本要求、對電力避雷器的基本要求（1）避雷器的伏秒特性的上）避雷器的伏秒特性的上限不得高于電氣設(shè)備的伏特限不得高于電氣設(shè)備的伏特特性的下限。特性的下限。（2）要求避雷器間隙絕）要

6、求避雷器間隙絕緣強度的恢復(fù)程度高于避緣強度的恢復(fù)程度高于避雷器上恢復(fù)電壓的增長程雷器上恢復(fù)電壓的增長程度。度。避雷器的伏秒特性避雷器的伏秒特性電氣設(shè)備的最高工頻電壓電氣設(shè)備的最高工頻電壓電氣設(shè)備的伏秒特性電氣設(shè)備的伏秒特性絕緣強度恢復(fù)低于絕緣強度恢復(fù)低于絕緣強度恢復(fù)高于絕緣強度恢復(fù)高于避雷器恢復(fù)電壓避雷器恢復(fù)電壓工頻電壓工頻電壓5、電力避雷器按放電類型分類：、電力避雷器按放電類型分類： 保護間隙，排氣式避雷器、閥型避雷器，保護間隙，排氣式避雷器、閥型避雷器，氧化鋅避雷器。氧化鋅避雷器。（3）輔助間隙的作用：為防止主間隙被外物）輔助間隙的作用：為防止主間隙被外物短接而造成接地短路事故短接而造成接

7、地短路事故（2）主間隙采用角形，）主間隙采用角形， 使工頻續(xù)流電弧在使工頻續(xù)流電弧在自身電動力和熱氣流的作用下，易于上升被自身電動力和熱氣流的作用下，易于上升被拉長而自行熄滅。拉長而自行熄滅。1、結(jié)構(gòu)：常見面形保護間隙避雷器、結(jié)構(gòu)：常見面形保護間隙避雷器6.1.2 保護間隙保護間隙主間隙主間隙輔助輔助間隙間隙（1）由主間隙和輔助間隙構(gòu)成。）由主間隙和輔助間隙構(gòu)成。610kV系列 o610kV系列系列 610kV系列系列o常見實物如下常見實物如下 幾種幾種 35kV系列系列 o常見的實物66110kV系列實物如下氧化鋅避雷器o金屬氧化物避雷器(MOA)是用來保護電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備免受過電壓損

8、壞的電氣產(chǎn)品。由于氧化鋅電阻片具有十分優(yōu)良的非線性伏安特性，如圖所示，再正常的工作電壓下，僅有幾百微安的電流通過，因而可設(shè)計成無間隙結(jié)構(gòu)，這就使其具有尺寸小、重量輕、保護性能好的特征。當(dāng)過電壓侵入時，流過電阻片的電流迅速增大，同時限制了過電壓的幅值，通過接地線釋放過電壓能量。此后氧化鋅電阻片又恢復(fù)高阻狀態(tài)，使電力系統(tǒng)正常工作氧化鋅避雷器優(yōu)點o結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，性能穩(wěn)定o在雷電過電壓下動作后，無工頻續(xù)流，是通過避雷器的能量大為減少，從而延長工作壽命o氧化鋅閥片通流能力大，提高了避雷器的動作負(fù)載能力和電流耐受能力o無串聯(lián)間隙，可直接將閥片置于六氟化硫組合電器中或充油設(shè)備中 避雷器的持續(xù)運行電壓避

9、雷器的持續(xù)運行電壓是指允許長期連續(xù)施加再避雷器是指允許長期連續(xù)施加再避雷器兩端的工頻電壓有效值。基本上與系統(tǒng)的最大相電壓兩端的工頻電壓有效值。基本上與系統(tǒng)的最大相電壓相當(dāng)（系統(tǒng)最大運行線電壓除以根號相當(dāng)（系統(tǒng)最大運行線電壓除以根號3），），540/1.732=311.8kV324kV 避雷器的額定電壓避雷器的額定電壓即避雷器兩端之間允許施加的最大工即避雷器兩端之間允許施加的最大工頻電壓有效值。正常工作時能夠承受暫時過電壓，并頻電壓有效值。正常工作時能夠承受暫時過電壓，并保持特性不變，不發(fā)生熱崩潰。保持特性不變，不發(fā)生熱崩潰。 避雷器的殘壓避雷器的殘壓是指放電電流通過避雷器時，其端子間所是指放電

10、電流通過避雷器時，其端子間所呈現(xiàn)的電壓呈現(xiàn)的電壓 。 避雷器運行參數(shù)避雷器運行參數(shù)避雷器運行參數(shù)o沖擊電流耐受特性沖擊電流耐受特性是避雷器耐受雷電和操作波電流的能力，它包括以下三個部分1.標(biāo)稱沖擊電流耐受特性：8/20s電流波，電流幅值為該避雷器的標(biāo)稱放電電流，此特性相當(dāng)于耐受雷電過電壓的能力。2.長持續(xù)時間沖擊電流耐受特性：將充了電的長線路模型向避雷器放電，形成20003200s的方波電流。該特性相當(dāng)于耐受最嚴(yán)重的操作過電壓能力3.大沖擊電流耐受特性：4/10s沖擊電流，電流幅值為65kA或40kA，此特性相當(dāng)于耐受大幅值短波雷電流的能力避雷器型號避雷器具體參數(shù)避雷器均壓環(huán)o110kV等級上

11、一般使用均壓環(huán)，他的目的主要是改變瓷式絕緣子片間的電壓分布，使靠近導(dǎo)線側(cè)的絕緣子電壓降低，從而達(dá)到起始電暈電壓之下，不至于發(fā)生電暈變高側(cè)避雷器避雷器運行監(jiān)測器o避雷器在線監(jiān)測器是串聯(lián)工作在避雷器下面用來記錄避雷器動作次數(shù)和監(jiān)測避雷器泄露電流的一種裝置。在線監(jiān)測器測量出來的是流過MOA的總電流，其中包括有功電流及容性電流，而容性電流再設(shè)計壽命期內(nèi)是不變的，所以，可近似地把讀數(shù)增加情況看成是電流有功分量幅值的增加。 避雷器運行監(jiān)測器避雷器常見故障o避雷器受潮電力系統(tǒng)中避雷器受潮引起泄露電流增加或內(nèi)部閃絡(luò)事故最為常見避雷器受潮的主要原因是密封不良或組裝避雷器過程中帶進水分。在運行電壓和環(huán)境溫度的作用

12、下閥片內(nèi)水分蒸干于閥片外側(cè)和瓷套內(nèi)壁，引起沿面閃絡(luò)。避雷器常見故障o氧化鋅避雷器電壓分布不均，導(dǎo)致電阻片老化 500kV避雷器整體較高，必須采取均壓措施。目前生產(chǎn)廠家雖然采用加均壓電容和均壓環(huán)來均勻整體電位分布，但因設(shè)計中缺乏正確的計算和驗證，仍有可能因電位分布不均導(dǎo)致避雷器部分閥片老化而退出運行。避雷器的日常維護運行o瓷套無裂紋、破損及放電現(xiàn)象，表面有無嚴(yán)重污穢。o法蘭、底座瓷套有無破裂。o均壓環(huán)有無松動、銹蝕、傾斜、斷裂。o避雷器內(nèi)部有無響聲。o與避雷器連接的導(dǎo)線及接地引下線有無燒傷痕跡或燒斷、斷股現(xiàn)象，接地端子是否牢固。o避雷器動作記錄的指示數(shù)是否有改變（即判斷避雷器是否動作），泄漏電流

13、是否正常（即判斷避雷器內(nèi)部是否正常），動作記錄器連接線是否牢固，動作記錄器內(nèi)部（罩內(nèi)）有無積水。避雷器的日常維護運行項目項目現(xiàn)象現(xiàn)象原因分析原因分析泄漏電流泄漏電流讀數(shù)異常讀數(shù)異常增大增大1、內(nèi)部受潮（增大較大，已到警戒區(qū)域，或出、內(nèi)部受潮（增大較大，已到警戒區(qū)域，或出現(xiàn)頂表，應(yīng)申請停電）現(xiàn)頂表，應(yīng)申請停電）注：應(yīng)綜合氣候、環(huán)境及歷史數(shù)據(jù)，并結(jié)合紅外測溫注：應(yīng)綜合氣候、環(huán)境及歷史數(shù)據(jù)，并結(jié)合紅外測溫圖像分析圖像分析讀數(shù)降低讀數(shù)降低甚至為甚至為01、支持底座瓷瓶過度臟污或天氣潮濕，使表面、支持底座瓷瓶過度臟污或天氣潮濕，使表面泄漏電流增大，造成分流加大，使讀數(shù)降低泄漏電流增大，造成分流加大，使讀數(shù)降低 2、引下線松脫或電流表內(nèi)部損壞、引下線松脫或電流表內(nèi)部損壞3、表計指針卡澀（可拍打看能否恢復(fù)）、表計指針卡澀（可拍打看能否恢復(fù)）動作次數(shù)動作次數(shù)動作次數(shù)動作次數(shù)增加增加遭受過電壓，避雷器動作遭受過電壓，避雷器動作監(jiān)測器外監(jiān)測器