避雷器的基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)電氣試驗演示文稿

避雷器的基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)電氣試驗演示文稿第一頁，共六十三頁。避雷器的基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)電氣試驗第二頁，共六十三頁。

基本知識

基本結(jié)構(gòu)

測試技術(shù)氧化鋅避雷器主要內(nèi)容第三頁，共六十三頁。講課內(nèi)容第一章、避雷器的基本知識第四頁，共六十三頁。電力系統(tǒng)過電壓可分為三類：1、暫時過電壓：這類過電壓一般由單相接地、甩負(fù)荷、或諧振等原因引起，持續(xù)時間較長。2、操作過電壓：正常操作或故障時會使系統(tǒng)由一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生的電磁暫態(tài)過程，從而產(chǎn)生過電壓。3、雷電過電壓，它分為以下三種：1）感應(yīng)雷過電壓2）雷直擊過電壓3）雷擊桿塔引起的反擊過電壓。由于桿塔本身的電感和接地電阻的存在雷電流在桿塔導(dǎo)體電阻形成的壓降產(chǎn)生的反擊電壓，通常要求桿塔接地電阻小于10歐姆。一、電力系統(tǒng)過電壓的分類第五頁，共六十三頁。過電壓案例電磁式電壓互感器——一次繞組成星形，中性點直接接地。當(dāng)進(jìn)行某些操作時，電壓互感器的激磁阻抗與系統(tǒng)的對地電容形成非線性諧振回路，由于回路參數(shù)及外界激發(fā)條件的不同，可能造成分頻、工頻或高頻鐵磁諧振過電壓。統(tǒng)計表明，電磁式電壓互感器引起的鐵磁諧振過電壓是中性點不接地系統(tǒng)中最常見、且造成事故最多的一種內(nèi)部過電壓，嚴(yán)重地影響供電安全。第六頁，共六十三頁。例第七頁，共六十三頁。二、MOA(氧化鋅避雷器)的作用電力系統(tǒng)運行的電氣設(shè)備除了承受正常運行電壓下的工頻電壓外，有時還會遭受到暫時過電壓、操作過電壓和雷電過電壓的作用。由于雷電過電壓和操作過電壓的幅值均會超過電力設(shè)備的絕緣耐受水平，在過電壓的沖擊下，會使設(shè)備絕緣損壞而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生事故。因此必須采取綜合措施來限制電力系統(tǒng)中的過電壓。避雷器就是電力系統(tǒng)防雷保護措施之一。第八頁，共六十三頁。1.避雷器是用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。2.工作原理：通常避雷器接在系統(tǒng)與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。在正常運行電壓下，氧化鋅電阻片呈現(xiàn)極高的電阻，通過它的電流只有微安級；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)危害電器設(shè)備絕緣的過電壓時，由于氧化鋅電阻片的非線性，避雷器兩端的殘壓被限制在允許值之下，并且吸收過電壓能量，從而保護了電器設(shè)備的絕緣。工程圖中符號第九頁，共六十三頁。避雷器的運行特性

1)在正常工作電壓情況下，避雷器對地有較高的絕緣電阻，等于開路。

2)在出現(xiàn)異常電壓(如大氣過電壓)時，不論異常電壓頻率的高低，避雷器均能很快地對地接通，使雷電流迅速對地放電。這時避雷器電阻變得很小，接近短路。

3)在異常電壓、大電流通過避雷器時，避雷器不能過熱或損壞。

4)在雷電流以及短的時間通過后恢復(fù)到正常電壓時，能迅速滅弧，電阻馬上變得極大，對地又立即不通，停止放電，阻止電路的正常工頻電流跟隨通過。第十頁，共六十三頁。感應(yīng)雷的防護分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。避雷器被保護設(shè)備接地體第十一頁，共六十三頁。講課內(nèi)容第二章、避雷器的基本結(jié)構(gòu)第十二頁，共六十三頁。避雷器閥式避雷器普通型磁吹型FS型FZ型FCZ型FCD型氧化鋅避雷器一、避雷器的分類第十三頁，共六十三頁。避雷器的型式與結(jié)構(gòu)保護間隙一個或兩個間隙管式避雷器多個均勻的小間隙閥式避雷器多個均勻的小間隙并聯(lián)非線性電阻，電阻非線性系數(shù)為0.25~0.45.磁吹避雷器:改進(jìn)間隙來改善避雷器的保護性能氧化鋅避雷器（MOA）第十四頁，共六十三頁。避雷器的型式與結(jié)構(gòu)續(xù)第十五頁，共六十三頁。1-密封橡皮2-壓緊彈簧3-間隙4-閥片5-瓷套6-安裝卡子二、閥式避雷器結(jié)構(gòu)第十六頁，共六十三頁。第十七頁，共六十三頁。第十八頁，共六十三頁。由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯(lián)。火花間隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與流過的電流有關(guān)，電流愈大電阻愈小。有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結(jié)合劑燒結(jié)而成，稱為碳化硅閥片主要應(yīng)用在變電所的高壓防雷，特點是通流量大，但是反應(yīng)時間比較長，是電力系統(tǒng)較為常見的高壓防雷產(chǎn)品。

第十九頁，共六十三頁。

其突出優(yōu)點在于：

■采用高性能氧化鋅電阻片，使產(chǎn)品通流能量大、大電流沖擊時殘壓低，保護性能好。

■采用新型的防爆結(jié)構(gòu)，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部故障導(dǎo)致壓力劇增時，通過壓力釋放裝置使內(nèi)部壓力得以釋放。

避雷器結(jié)構(gòu)：

■單柱型

■多柱并聯(lián)型依據(jù)主要標(biāo)準(zhǔn)：

■

GB11032-2000《交流無間隙金屬氧化物避雷器》

■GB311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》

瓷套型避雷器（單元節(jié)結(jié)構(gòu)圖）三、氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)第二十頁，共六十三頁。第二十一頁，共六十三頁。氧化鋅避雷器的優(yōu)點1、由于氧化鋅避雷器無串聯(lián)火花間隙，所以避免了對電壓分布及放電電壓的影響，即由于瓷套外污穢使串聯(lián)火花間隙放電電壓不穩(wěn)定的缺點，具有極強的抗污性能。2、由于氧化鋅避雷器無串聯(lián)火花間隙，極大地改善了避雷器的特性，消除了有串聯(lián)火花間隙放電需要一定的時延，提高了對設(shè)備保護的可靠性。3、使電氣設(shè)備所受的過電壓可以降低。因無串聯(lián)火花間隙，在整個過電壓過程中都有電流流過，降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的大氣過電壓幅值。第二十二頁，共六十三頁。氧化鋅避雷器的優(yōu)點（續(xù)）4、又于氧化鋅避雷器電阻片具有較好的非線性，在正常工作電壓下，避雷器只有很小的泄漏電流通過，而在過電壓下動作后并無工頻續(xù)流通過，因此避雷器釋放的能量大為減小，從而可以承受多重雷擊，延長了工作壽命。5、由于氧化鋅閥片的通流能力很大，提高了避雷器的動作負(fù)載能力。6、可以對大容量電容器組進(jìn)行保護。7、體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護方便。第二十三頁，共六十三頁。-重量減輕

:27%-體積減小

:22%-部件數(shù)量減少

:50%舊式避雷器構(gòu)造均壓環(huán)ZnO閥片

(標(biāo)準(zhǔn)型)絕緣筒均壓電容絕緣子連接導(dǎo)體導(dǎo)體高梯度避雷器構(gòu)造

絕緣子絕緣筒均壓環(huán)ZnO閥片(高梯度型)500kV用老式避雷器與應(yīng)用高梯度閥片的GIS用高梯度避雷器的比較第二十四頁，共六十三頁。GIS避雷器結(jié)構(gòu)第二十五頁，共六十三頁。MOA型號產(chǎn)品型式：Y—表示瓷套式金屬氧化物避雷器YH（HY）—表示有機外套金屬氧化物避雷器結(jié)構(gòu)特征：W—表示無隙

C—表示串聯(lián)間隙使用場所：S—表示配電型

Z—表示電站型

R—表示并聯(lián)補償電容器用D—表示電機用

T—表示電氣化鐵道用

X—表示線路型附加特性：W—表示防污型

G—表示高原型

TH—表示濕熱帶地區(qū)用

DL—表示電纜型避雷器第二十六頁，共六十三頁。Y10W-200/520Y：氧化鋅避雷器10：標(biāo)稱放電電流10kAW：無間隙200：額定電壓200kV520：標(biāo)稱放電電流下的最大殘壓146：長期工作電壓MOA型號（舉例）第二十七頁，共六十三頁。MOA的幾個重要參數(shù)避雷器的額定電壓：施加到避雷器端子間最大允許工頻電壓有效值。按照此電壓所設(shè)計的避雷器，能在所規(guī)定的動作負(fù)載試驗中確定的暫時過電壓下正確地工作。它是表明避雷器運行特性的一個重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)額定電壓。避雷器的持續(xù)運行電壓：在運行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。

避雷器的標(biāo)稱放電電流：用來劃分避雷器等級的、具有8/20μs波形的放電電流峰值。

避雷器的殘壓

:放電電流通過避雷器時其端子間的最大電壓值。

第二十八頁，共六十三頁。講課內(nèi)容第三章、MOA的常規(guī)電氣試驗第二十九頁，共六十三頁。（1）避雷器在制造過程中可能存在缺陷而未被檢查出來，如在空氣潮濕的時候或季節(jié)裝配出廠，預(yù)先帶進(jìn)潮氣；（2）在運輸過程中受損，內(nèi)部瓷碗破裂，并聯(lián)電阻震斷，外部瓷套碰傷；（3）在運輸中受潮，瓷套端部不平，滾壓不嚴(yán)，密封橡膠墊圈老化變硬，瓷套裂紋等原因；（4）并聯(lián)電阻和閥片在運行中老化；（5）其他劣化。這些劣化都可以通過試驗來發(fā)現(xiàn)，從而防止避雷器在運行中的誤動作和爆炸等事故。試驗的目的第三十頁，共六十三頁。試驗中的幾個重要概念第三十一頁，共六十三頁。試驗分類：例行試驗、診斷性試驗例行試驗可發(fā)現(xiàn)常見缺陷或缺陷癥兆便于現(xiàn)場實施兼顧傳統(tǒng)和經(jīng)驗診斷性試驗例行試驗異常，需進(jìn)一步明確缺陷性質(zhì)、位置有家族性缺陷，需進(jìn)一步明確狀態(tài)經(jīng)歷嚴(yán)重不良工況，需進(jìn)一步明確狀態(tài)第三十二頁，共六十三頁。初值：代表設(shè)備“原始”狀態(tài)的試驗值初值：比較的基礎(chǔ)出廠試驗值交接試驗值或首次預(yù)試值大修后首次試驗值如何理解“原始”：選擇正確的初值受安裝環(huán)境影響：交接或首次預(yù)試值，如套管電容量等不受安裝環(huán)境影響：出廠試驗值，如Tr.繞組電阻受大修影響：大修后首次試驗值第三十三頁，共六十三頁。注意值/警示值：缺陷的明確性注意值：可能存在或可能發(fā)展為缺陷受環(huán)境、試驗條件等影響大，試驗數(shù)據(jù)分布范圍大僅憑試驗值的大小無法確定設(shè)備的狀態(tài)對分析設(shè)備狀態(tài)有參考價值如絕緣電阻警示值：設(shè)備已存在缺陷并有可能發(fā)展為故障有警示值的狀態(tài)量通常穩(wěn)定、不受環(huán)境影響正常設(shè)備不應(yīng)超過警示值，如Tr.繞組直流偏差,C或超過警示值就不能保證設(shè)備安全運行，如Oil耐壓值第三十四頁，共六十三頁。氧化鋅避雷器試驗項目一、測量絕緣電阻二、直流1mA電壓及0.75U1mA下的泄漏電流三、運行電壓下的交流泄漏電流四、放電計數(shù)器試驗氧化鋅避雷器試驗項目第三十五頁，共六十三頁。絕緣電阻測試測試目的儀器設(shè)備的選擇危險點分析及控制措施測試前的準(zhǔn)備工作現(xiàn)場測試步驟及要求測試注意事項測試報告編寫結(jié)果分析一、絕緣電阻測試第三十六頁，共六十三頁。試驗?zāi)康臏y量氧化鋅避雷器的絕緣電阻的目的是檢查由于密封破壞而使其內(nèi)部受潮或瓷套裂紋等缺陷，當(dāng)避雷器密封良好時，其絕緣電阻值很高，受潮后則下降很多。第三十七頁，共六十三頁。L進(jìn)行絕緣電阻試驗的儀器—絕緣電阻表EG放電指示燈啟動開關(guān)電源開關(guān)第三十八頁，共六十三頁。避雷器絕緣電阻試驗試驗儀器的選擇及接線第三十九頁，共六十三頁。避雷器底座絕緣電阻試驗試驗儀器的選擇及接線第四十頁，共六十三頁。（1）了解被試設(shè)備現(xiàn)場情況及試驗條件（2）測試儀器、設(shè)備準(zhǔn)備齊全選擇合適的絕緣兆歐表、溫濕度計、測試線、放電棒、接地線、試驗圍欄等，檢查絕緣兆歐表、絕緣工器具的檢定證書有效期。測試前的準(zhǔn)備工作第四十一頁，共六十三頁。1、選擇絕緣電阻表，按規(guī)定35KV及以上避雷器應(yīng)使用5000V兆歐表，基座絕緣電阻應(yīng)使用2500兆歐表。2、檢查絕緣電阻表。3、對避雷器停電和放電。4、對避雷器外觀進(jìn)行檢查并清潔表面。5、接線。6、測量絕緣電阻。7、對避雷器進(jìn)行放電。8、記錄。試驗步驟第四十二頁，共六十三頁。危險點分析及控制措施1、防止高處墜落人員在拆、接高壓引線時，如需登高，必須系好安全帶，使用梯子時必須有人扶持或綁牢。2、防止人員觸電必須將避雷器從各方面完全斷開，驗明無電壓后方可進(jìn)行，測試工作應(yīng)由兩人擔(dān)任，試驗中測試人員不得觸碰導(dǎo)體，試驗前后或變更接線前均應(yīng)將被試設(shè)備充分放電，試驗引線應(yīng)先接地，再操作。與帶電體保持足夠的安全距離，必須站在絕緣墊上。危險第四十三頁，共六十三頁。影響絕緣電阻的主要因素1、溫度的影響。2、濕度和臟污的影響。3、放電時間的影響。4、感應(yīng)電壓的影響。下面具體說明一下第四十四頁，共六十三頁。溫度的影響測量絕緣電阻時，試品溫度一般應(yīng)在10-40℃之間，絕緣電阻隨溫度升高而降低，但目前還沒有一個通用的固定計算公式。溫度換算最好以實測決定。第四十五頁，共六十三頁。濕度和臟污的影響測量絕緣電阻時，空氣相對濕度不高于80%，過于潮濕會在避雷器表面凝結(jié)一層水膜，造成表面泄漏通道，使絕緣電阻明顯降低，此時應(yīng)在避雷器套管上裝設(shè)屏蔽環(huán)，并連接到絕緣電阻表的屏蔽端子。第四十六頁，共六十三頁。體積電阻表面電阻測量的結(jié)果是體積電阻與表面電阻并聯(lián)值！！第四十七頁，共六十三頁。LGU=0AVE基本原理圖B第四十八頁，共六十三頁。AI2II=I1+I2iGIA流過電流表的電流僅僅是體積電阻電流不加屏蔽的原理圖R1R2R3I1第四十九頁，共六十三頁。放電時間影響若在上一次試驗后，接地放電時間不充分，絕緣內(nèi)積聚的電荷沒有完全釋放，仍積有一定的殘余電荷，會直接影響到絕緣電阻的測量結(jié)果。第五十頁，共六十三頁。感應(yīng)電壓的影響測量變電所、升壓站高壓母線附近避雷器絕緣電阻時，若感應(yīng)電壓太高，會對安全和試驗結(jié)果產(chǎn)生較大影響。第五十一頁，共六十三頁。試驗結(jié)果分析及試驗報告編寫一、試驗結(jié)果分析1、試驗標(biāo)準(zhǔn)及要求絕緣電阻值不小于2500MΩ（GB50150-2006），底座絕緣電阻不小于100MΩ（輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程）。2、試驗結(jié)果分析1）不應(yīng)小于一般的允許值。2）試驗數(shù)值的相互比較，將試驗數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或同類設(shè)備、同一設(shè)備相間比較，不應(yīng)有明顯的降低或較大差異。3）應(yīng)排除溫度、濕度、臟污的影響。第五十二頁，共六十三頁。測試目的試驗時機儀器設(shè)備的選擇危險點分析及控制措施測試前的準(zhǔn)備工作現(xiàn)場測試步驟及要求測試注意事項結(jié)果分析及測試報告編寫直流1mA電壓及0.75U1maA下的泄漏電流試驗二、直流1mA電壓及0.75U1maA下的泄漏電流試驗第五十三頁，共六十三頁。試驗?zāi)康?、測量氧化鋅避雷器的U1mA，主要是檢查閥片是否受潮、老化，確定其動作性能是否符合要求，直流1mA參考電壓一般等于或大于避雷器額定電壓的峰值。2、0.75U1mA直流電壓一般比最大工作相電壓要高一些，在此電壓下主要檢測長期允許工作電流是否符合規(guī)定，因為這一電流與MOA的壽命有直接關(guān)系，一般在同一溫度下泄漏電流與壽命成反比。第五十四頁，共六十三頁。測試時間按輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程規(guī)定，這項試驗的基準(zhǔn)周期為3年（無持續(xù)電流檢修）或6年（有持續(xù)電流檢測）對于單相多節(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，直流參考電壓偏低或及0.75倍直流參考電壓下泄漏電流偏大時，應(yīng)先排除電暈和外絕緣表面泄漏電流的影響，有下列情形之一的也應(yīng)進(jìn)行本項試驗1、避雷器紅外熱像檢測時，溫度同比異常2、運行電壓下持續(xù)電流偏大3、有電阻片老化或內(nèi)部受潮的家族缺陷，隱患尚未消除。下面我們看一張現(xiàn)場圖片第五十五頁，共六十三頁。這是某變電站紅外巡檢時，某220KV線路避雷器溫度分布圖；環(huán)境溫度為-4度，較熱的部位溫度為8.8度，鄰相相同部位溫度為6.9度，從本次避雷器紅外熱圖的表征看，B相上節(jié)局部和下節(jié)整體的溫度都比A，C兩相的對應(yīng)部位的溫差1-2K左右。

第五十六頁，共六十三頁。試驗前的準(zhǔn)備工作1、了解被試設(shè)備現(xiàn)場情況及試驗條件?？辈楝F(xiàn)場，查閱相關(guān)技術(shù)資料，包括該設(shè)備歷年試驗數(shù)據(jù)及相關(guān)規(guī)程等，掌握該設(shè)備運行及缺陷情況。2、試驗儀器、設(shè)備選擇選擇合適的直流高壓發(fā)生器、萬用表、試驗線、溫濕度計、絕緣桿、放電棒、接地線、安全帽、安全帶、電工常用工具、臨時安全遮欄、標(biāo)示牌等，并查閱相關(guān)檢定證書有效期。3、辦理工作票并做好現(xiàn)場安全和技術(shù)措施向其余試驗人員交待工作內(nèi)容、帶電部位、現(xiàn)場安全措施、現(xiàn)場作業(yè)危險點、明確人員分工及試驗程序。第五十七頁，共六十三頁。試驗儀器、設(shè)備的選擇1、根據(jù)不同試品電壓要求，選擇不同電壓等級的直流高壓發(fā)生器，試驗電源應(yīng)能滿足試驗的極性和電壓值，還必須具有足夠的電源容