避雷器結(jié)構(gòu)特點及試驗分析課件

避雷器結(jié)構(gòu)特點及特性試驗

避雷器結(jié)構(gòu)特點及特性試驗提綱1.避雷器保護原理2.避雷器結(jié)構(gòu)3.避雷器重要參數(shù)說明4.避雷器試驗項目5.試驗數(shù)據(jù)分析提綱1.避雷器保護原理2.避雷器結(jié)構(gòu)1避雷器保護原理

當雷電壓侵入波超過保護間隙的擊穿強度時，間隙被擊穿，限制了侵入電氣設(shè)備的過電壓幅值。侵入波過后，間隙的絕緣強度能自行恢復(fù)，以使電氣設(shè)備能夠繼續(xù)運行。1避雷器保護原理當雷電壓侵入波超過保護間隙的擊穿強度時，基本要求具有良好的伏秒特性，以易于實現(xiàn)合理的絕緣配合。應(yīng)有較強的絕緣強度自恢復(fù)能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)運行。對避雷器的基本要求具有良好的伏秒特性，應(yīng)有較強的絕緣強度自恢復(fù)能力，以利于對避避雷器結(jié)構(gòu)特點及試驗分析ppt課件沖擊系數(shù)在絕緣強度的配合中對避雷器伏秒特性的要求不僅要位置低，而且要形狀平直。工程上通常采用沖擊系數(shù)來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數(shù)是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比值。比值愈小，秒特性愈平緩，也即是避雷器的沖擊系數(shù)愈小，保護性能愈好。避雷器伏秒特性的上限不應(yīng)高于電氣設(shè)備伏秒特性的下限。沖擊系數(shù)在絕緣強度的配合中對避雷器伏秒特性的要求不僅要位置低避雷器結(jié)構(gòu)特點及試驗分析ppt課件

滅弧電壓要求避雷器具有很強的絕緣強度自恢復(fù)能力，在工頻續(xù)流第一次過零時熄弧，不再重燃。滅弧電壓：工頻電流第一次過零后間隙所能承受的不至于引起電弧重燃的最大工頻電壓。滅弧電壓越高避雷器性能越好。滅弧電壓要求避雷器具有很強的絕緣強度自恢復(fù)能力，在工頻續(xù)流2避雷器結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)2避雷器結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)避雷器結(jié)構(gòu)以上三圖分別為磁外套、復(fù)合外套、GIS型氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)圖避雷器結(jié)構(gòu)以上三圖分別為磁外套、復(fù)合外套、GIS型氧化鋅避雷避雷器結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器是很多（個）氧化鋅電阻片組成，片的數(shù)量由電壓決定。氧化鋅避雷器中的氧化鋅電阻片(又稱閥片)具有良好的非線性伏安特性。當避雷器上加上正常工作電壓時，閥片中只有很小的泄漏電流(微安數(shù)量級)通過。出現(xiàn)過電壓時，避雷器中有很大的電流通過，但電壓卻被限制在一定范圍內(nèi)。避雷器結(jié)構(gòu)氧化鋅避雷器是很多（個）氧化鋅電阻片組成，片的數(shù)量四、金屬氧化物避雷器（MOA）1．氧化鋅非線性電阻片以ZnO為主要材料，摻以其他微量金屬氧化物。ZnO閥片具有很理想的非線性伏安特性，其非線性系數(shù)約為α≈0.015~0.05。四、金屬氧化物避雷器（MOA）MOA避雷器主要電氣參數(shù)產(chǎn)品型式：Y-金屬氧化物避雷器外套類型：H-復(fù)合外套，其他外套不表示標稱放電電流(kA)結(jié)構(gòu)特征：W-無間隙，C-帶串聯(lián)間隙保護類型：S-配電，R-電容器，T-電鐵，Z或無-電站，X-線路，F(xiàn)-SF6組合電器設(shè)計序號：以數(shù)字表示避雷器額定電壓標稱放電電流下的殘壓附加特征代號：A-爬電比距25mm/Kv，B-爬電比距31mm/kV，J-絕緣子間隙，K-空氣間隙，S-三相。MOA避雷器主要電氣參數(shù)產(chǎn)品型式：Y-金屬氧化物避雷器外套類2避雷器重要參數(shù)說明避雷器主要參數(shù)含義2避雷器重要參數(shù)說明避雷器主要參數(shù)含義氧化鋅避雷器電氣特性1、額定電壓避雷器兩端之間允許施加的最大工頻電壓有效值。相當于有間隙碳化硅避雷器的滅弧電壓。它是避雷器各種特性的基準參數(shù)。2、起始動作電壓(參考電壓)

以通過1mA工頻電流阻性分量峰值或直流幅值時的避雷器兩端電壓峰值U1mA定義為起始動作電壓。氧化鋅避雷器電氣特性1、額定電壓3、持續(xù)運行電壓它是指在運行中允許長期施加于避雷器兩端的工頻電壓有效值。它表征了MOA對長期作用的工頻電壓耐受能力。選擇MOA持續(xù)運行電壓U時應(yīng)滿足：3~10kV系統(tǒng)Uc≥1.1Um;35~66kV系統(tǒng)Uc≥Um式中Um—系統(tǒng)最高運行線電壓，為系統(tǒng)標稱電壓的1.15倍。3、持續(xù)運行電壓4、壓比氧化鋅避雷器通過波形為8/20us的額定沖擊放電電流時的殘壓與起始動作電壓(參考電壓)之比。壓比越小，說明通過沖擊大電流時的殘壓越低，氧化鋅避雷器的保護性能越好。5、工頻耐受伏秒特性考核氧化鋅避雷器對工頻過電壓的耐受能力。對中性點非直接接地系統(tǒng)，氧化鋅避雷器在下列時間內(nèi)耐受相應(yīng)的工頻過電壓倍數(shù)：

1.2Um1000s1.3Um100s1.4Um1s4、壓比5、工頻耐受伏秒特性(6)最大殘壓在避雷器所允許最大陡波沖擊電流、雷電沖擊電流及操作沖擊電流下避雷器兩端電壓，它是表征避雷器保護水平的重要參數(shù)。(7)壓比它是指MOA在標稱電流下的殘壓及1mA參考電流下的起始動作電壓的比值。(8)荷電率它是指長期施加在MOA上的持續(xù)工作電壓峰值與其工頻參考電壓的比值。它是影響MOA的老化性能和保護水平的一項重要參數(shù)。(7)壓比4避雷器試驗項目常規(guī)試驗特殊試驗4避雷器試驗項目常規(guī)試驗絕緣電阻試驗絕緣電阻測量測量⑴對被試避雷器充分放電⑵避雷器為兩節(jié)時的試驗方法：當拆除一次連接線時，可以分別對上、下兩節(jié)避雷器進行試驗，接線如下圖中圖a和圖b。當不拆開一次連線時（避雷器頂部接地），試驗接線見下圖中圖c和圖d。避雷器為三節(jié)及以上時，在試驗時一般不用拆開一次引線，試驗時把避雷器頂部接地，試驗接線可參照下圖執(zhí)行絕緣電阻試驗絕緣電阻測量測量絕緣電阻試驗

a測量上節(jié)b測量下節(jié)c測量上節(jié)d測量下節(jié)e測量底座絕緣電阻試驗

⑶測量底座的絕緣電阻時，斷開避雷器底座與計數(shù)器連接點，試驗接線見上圖中圖e。⑷用接地線對避雷器的兩極充分放電。注意事項:1、測量絕緣電阻前后，應(yīng)將設(shè)備對地放電數(shù)次并短路接地；2、用2500V以上兆歐表；3、測量時應(yīng)記錄空氣相對濕度、環(huán)境溫度；4、不拆線測量下節(jié)避雷器時底座的絕緣電阻不能太低；5、拆開斷開避雷器底座與計數(shù)器連接線時，拆前必須做好記錄，恢復(fù)接線后必須認真檢查核對。絕緣電阻試驗⑶測量底座的絕緣電阻時，斷開避雷器底座與計數(shù)器連接絕緣電阻試試驗要求：避雷器本體：35kV以上，絕緣電阻不低于2500MW；35kV以下，絕緣電阻不低于1000MW；底座絕緣電阻：不低于5MW；與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。絕緣電阻試驗試驗要求：絕緣電阻試驗對于閥型避雷器，規(guī)程規(guī)定：FS型的絕緣電阻應(yīng)大于2500兆歐。當測得值低于規(guī)定值時，為查明原因，可進行泄漏電流測量，泄漏電流一般不大于10uA。當測得值大于2000兆歐時，一般可不做泄漏電流測量。對于閥型避雷器，規(guī)程規(guī)定：FS型的絕緣電阻應(yīng)大于2500兆歐直流1mA下的電壓U1mA為無間隙金屬氧化物避雷器通過1mA直流電流時，被試品兩端的電壓值。0.75U1mA電壓下的漏電流，為試品兩端施加75%的U1mA電壓，測量流過避雷器的直流漏電流。U1mA和0.75U1mA下漏電流是判斷無間隙金屬氧化物避雷器質(zhì)量狀況的兩個重要參數(shù)，運行一定時期后，U1mA和0.75U1mA下漏電流的變化能直接反映避雷器的老化、變質(zhì)程度。特別是對采用大面積金屬氧化物電阻片組裝的避雷器和多柱金屬氧化物電阻片并聯(lián)的避雷器，用此方法容易判斷它們的質(zhì)量缺陷。測量0.75U1mA下漏電流時的U1mA電壓值應(yīng)選用U1mA初始值或制造廠給定的U1mA值。直流1mA下的電壓UlmA及0.75UlmA下漏電流的測量直流1mA下的電壓U1mA為無間隙金屬氧化物避雷器通過1mA在線測量500kV避雷器直流1mA電壓UlmA

及0.75UlmA下漏電流的原理與接線方式第一節(jié)測量接線在線測量500kV避雷器直流1mA電壓UlmA

及0.75U第二節(jié)測量接線第二節(jié)測量接線第三節(jié)測量接線第三節(jié)測量接線避雷器直流1mA電壓的數(shù)值不應(yīng)該低于GB11032中的規(guī)定數(shù)值，且U1mA實測值與初始值或制造廠規(guī)定值比較變化不應(yīng)超過±5％。0.75U1mA下的泄漏電流不得大于50mA，且與初始值相比較不應(yīng)有明顯變化。與歷次試驗結(jié)果和同類設(shè)備的試驗結(jié)果相比無顯著差別。如試驗數(shù)據(jù)雖未超過標準要求，但是與初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較明顯變化時應(yīng)加強分析，并且在確認數(shù)據(jù)無誤的情況下加強監(jiān)視，如增加帶電測試的次數(shù)等。試驗要求避雷器直流1mA電壓的數(shù)值不應(yīng)該低于GB11032中的規(guī)定試驗關(guān)鍵點高壓引線應(yīng)采用專用的屏蔽線，不能用設(shè)備的一次引線代替（或部分代替）高壓引線；不拆線的試驗方法只適用于兩節(jié)避雷器的特性基本相近的情況，如果特性相差太大，就會使特性電壓偏低的那一節(jié)避雷器電流過大，造成直流發(fā)生器過載。直流發(fā)生器的倍壓筒應(yīng)盡可能遠離被試品，高壓引線應(yīng)盡量縮短，必要時用絕緣物支持牢固且高壓引線與被試品的夾角盡可能接近90度；變更結(jié)線或試驗結(jié)束時，應(yīng)首先斷開試驗電源，將設(shè)備對地放電數(shù)次并短路接地；試驗時應(yīng)注意電流表A1的讀數(shù)不能超過直流發(fā)生器的額定輸出電流。試驗關(guān)鍵點高壓引線應(yīng)采用專用的屏蔽線，不能用設(shè)備的一次引線代5避雷器試驗數(shù)據(jù)分析直流1mA試驗帶電測試試驗5避雷器試驗數(shù)據(jù)分析直流1mA試驗MOA的基本電流參數(shù)及物理特性對交流運行電壓下MOA的泄漏電流而言，全電流是重要基本參數(shù)之一，是主要測量對象。全電流由容性和阻性電流組成，MOA無故障時其值僅為0.2～2mA。正常情況下流過MOA閥片的主要是容性電流，阻性電流相對較小，僅占全電流約1O%左右。雖然容性電流被認為是線性變化，但由于MOA閥片的非線性，導(dǎo)致阻性電流為一非正弦波，故全電流波也為非正弦波。當流過MOA總體的電流I為已知時其壓降U為：MOA的基本電流參數(shù)及物理特性由基波和各奇次諧波電流組成的阻性電流為非正弦波，故阻性電流總是用峰值來表示。實際分析中由于3次以上奇次諧波電流的值很小，一般認為阻性電流峰值由基波和3次諧波電流組成，它能綜合反映MOA的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化。阻性電流峰值和全電流波雖同為非正弦波，但由于全電流中的容性電流在相位上超前阻性電流90。故兩者波形有較大差別。阻性電流基波是個正弦分量，主要反映MOA有功分量的變化。與阻性電流峰值一樣，阻性電流基波也能反映MOA的受潮、元件損壞、表面污穢和閥片老化情況，不同的是它是從功率損耗的角度來反映的。阻性電流3次諧波分量也是個正弦分量，它和其它奇次諧波電流是由MOA閥片的非線性特性而產(chǎn)生的。3次諧波分量與阻性電流基波之間存在一定函數(shù)關(guān)系，3次諧波電流分量的大小可間接反映M0A有功損耗的變化和閥片的老化情況。由基波和各奇次諧波電流組成的阻性電流為非正弦波，故阻性電流總?cè)娏魅娏魇莻€非正弦量，應(yīng)以蜂值來表示。全電流峰值由容性和阻性電流組成，阻性電流所占成分很小，因此全電流對阻性電流的變化反映不靈敏，就是有反應(yīng)也容易被測量的分散性所掩蓋，導(dǎo)致無法正確判別。測量全電流能夠發(fā)現(xiàn)已發(fā)生顯著劣化的MOA，但對其早期的老化或受潮反應(yīng)不靈敏，其價值主要體現(xiàn)在MOA有較大故障或老化較嚴重時，故它只是一個不可缺少的參考量。全電流阻性電流峰值由包括基波在內(nèi)的各奇次諧波疊加而成。在系統(tǒng)持續(xù)運行電壓下，正常的阻性電流峰值約1OO～200p.A，MOA受潮和閥片老化后阻性電流峰值的變化很容易達到這個數(shù)量級，故阻性電流峰值綜合反映MOA性能的變化比較靈敏，很多情況下都以其數(shù)值的大小來判別MOA性能的優(yōu)劣。阻性電流峰值由包括基波在內(nèi)的各奇次諧波疊加而成。在系統(tǒng)阻性電流基波分量阻性電流基波分量是從功率損耗角度綜合反映MOA性能的分量。與阻性電流峰值一樣，對MOA的缺陷作深入分析和判斷時基波分量的局限性就體現(xiàn)出來了，故基波分量是一個綜合判斷量。阻性電流3次諧波分量阻性電流3次諧波是由MOA閥片的非線性產(chǎn)生的。MOA閥片老化之后阻性電流中的3次諧波成分增大。3次諧波電流分量只反映M0A閥片的老化，僅是一個局部判斷量。阻性電流基波分量嚴格遵守避雷器電導(dǎo)電流測試周期，雷雨季節(jié)前后各測量一次。1、雷雨季節(jié)前，還應(yīng)對避雷器進行紅外熱像普測。2、嚴格避雷器的交接試驗，500kV氧化鋅避雷器必須測量持