避雷器

避雷器（通用8篇）

篇1：避雷器

避雷器避雷针的工作原理

避雷器能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量保护电工设备免受瞬时过电压危害又能截断续流不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时避雷器立即动作流过电荷限制过电压幅值保护设备绝缘电压值正常后避雷器又迅速恢复原状以保证系统正常供电。避雷器避雷针原理避雷针分为被动/普通避雷针和主动/提前放电避雷针。提前放电避雷针主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量规范的避雷针安装使避雷针针尖与大地处于等电位状态。该避雷针保护范围比普通避雷针的保护范围更大。雷闪发生前激发器与针尖之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位它们之间的电压降使避雷针尖端放电从而产生一个早期的上升先导改变雷云的向下先导的走向将建筑物的落雷点转移到自身上来并迅速、安全地将雷电安全地泄放到大地避免建筑物受到雷击。避雷器的特点及作用 避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护在500KV及以下系统主要用于

限制大气过电压在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。开放式间隙避雷器 间隙避雷器的工作原理基于电弧放电技术当电极间的电压达到一定程度时击穿空气电弧在电极上进行爬电。优点放电能力强通流量大可以达到100KA漏电流小 热稳定性好 缺点残压高反映时间慢存在续流 工艺特点由于金属电极在放电时承受较大电流所以容易造成金属的升华使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业电极的主要成分是钨金属的合金。工程应用该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾避雷器动作后飞出脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。工程安装时一定要考虑安装距离避免引起不必要的损失和事故。密闭式间隙避雷器 优点放电电流大 测试最大50KA实际测量值漏电流小 无续流 无电弧外泻 热稳定性好 缺点残压高反映时间慢 工艺特点石墨为主要材料产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题不存在后续电流问题最大的特点是没有电弧的产生且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。工程应用该种避雷器应用在各种B、C类场合与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。登高电气有限公司为社会提供了最全面最先进的防雷产品登

高电气有限公司是从事避雷针、电源防雷器、视频监控防雷器、计算机网络防雷器、通信防雷器、防雷接地等避雷产品及防雷工程设计施工的高新技术防雷公司。公司产品经防雷检测部门检测合格并有保险等资料。登高电气有限公司技术工程部 张思保 2011年7月12日

篇2：避雷器

1.1 概述

避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220kV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。

1.2 分类及特点

1.2.1 保护间隙

保护间隙，一般由两个相距一定距离的、敞露于大气的电极构成，将它与被保护设备并联，如下图所示，适当调整电极间的距离(间隙)，使其击穿放电电压低于被保护设备绝缘时的冲击放电电压，并留一定的安全裕度，设备就可得到可靠的保护。

当雷电波入侵时，主间隙先击穿，形成电弧接地。过电压消失后，主间隙中仍有正常工作电压作用下的工频电弧电流(称为工频续流)。对中性点接地系统而言，这种间隙的工频续流就是间隙处的接地短路电流。由于这种间隙的熄弧能力较差，间隙电弧往往不能自行熄灭，将引起断路器跳闸，这是保护间隙的主要缺点，也是其应用受限制的原因。此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界条件的影响。

1.2.2 阀型避雷器 阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙(又称火花间隙)和非线性电阻(又称阀片)串联构成。在正常情况下，火花间隙将带电部分与阀片隔开。当雷电波的幅值超过避雷器的冲击放电电压时，火花间隙被击穿，冲击电流经阀片流入大地，阀片上出现电压降(残压)。只要使避雷器的冲击放电电压和残压低于被保护设备的冲击耐压值，设备就可得到保护，而且残压愈低设备愈安全。

1.2.3 氧化锌避雷器

氧化锌避雷器，实际上也是一种阀型避雷器，其阀片以氧化锌(ZnO)为主要材料，加入少量金属氧化物，在高温下烧结而成。在工作电压下ZnO阀片可看作是绝缘体。氧化锌避雷器型号含义如右图。氧化锌避雷器相比氧化硅避雷器，有如下优点：

(1)无间隙、无续流。在工作电压下，ZnO阀片呈现极大的电阻，续流近似为零，相当于绝缘体，因而工作电压长期作用也不会使阀片烧坏，所以一般不用串联间隙来隔离工作电压。

(2)通流容量大。由于续流能量极少，仅吸收冲击电流能量，故ZnO 避雷器的通流容量较大。

(3)可使电气设备所受过电压降低。在相同雷电流和相同残压下，SiO 避雷器只有在串联间隙击穿放电后才泄放电流，而ZnO避雷器(无串联间隙)在波头上升过程中就有电流流过，这就可降低作用在设备上的过电压。

(4)在绝缘配合方面可以做到陡波、雷电波和操作波的保护裕度接近一致。(5)ZnO避雷器体积小、质量轻、结构简单、运行维护方便。

ZnO避雷器的主要特性常用起始动作电压及压比等表示。起始动作电压又称转折电压，从这一点开始，电流将随电压升高而迅速增加，也即其非线性系数迅速进入0.02~0.05的区域。通常以1mA时的电压作为起始动作电压，其值约为其最大允许工作电压峰值的105%~115%。

篇3：低压避雷器安装方式改进

农村低压供电系统大多是直接将低压避雷器下端的螺丝固定在配电盘的盘体上, 利用盘体作为接地。由于配电盘在制作的时候全部进行了防锈喷漆处理, 防锈漆有绝缘作用, 安装后的低压避雷器接地电阻远远大于规定要求, 导致雷击时的过电压不能及时通过避雷器对地释放, 从而出现避雷器的电阻击穿烧坏, 对盘体放电现象。这时整个配电盘都带电, 如果不能及时处理的话, 人体接触配电盘壳时就会遭到电击, 危及人身安全。

为了避免上述情况的出现, 可以对低压避雷器安装方式进行一些改进。首先, 在配电盘上安装一块绝缘板, 把3只避雷器分别固定在绝缘板上, 不直接与配电盘盘体接触, 3只避雷器下端固定螺丝用导线连接后接在单独的接地极上, 接地极接地电阻阻值要符合要求;然后, 在低压避雷器电源侧安装熔断器, 万一避雷器的电阻遭雷击穿烧坏后造成单相对地短路时, 熔丝能够及时熔断, 把烧坏的避雷器隔离。通过这样的安装方式, 即使避雷器遭雷击损坏接地, 由于是安装在绝缘板上, 配电盘盘体也不会出现带电状况, 保证了人身及设备的安全。

篇4：关于避雷器带电测试的探讨

摘要：避雷器自身设计是可以抗多次过电压冲击的，但考虑到避雷器的诸多因素，还需每年在雷雨季节来临前对其各项性能进行校验，保证避雷器在优良的状态下工作。文章阐述了在对氧化锌避雷器进行测试的工作中所出现的问题，并对其进行讨论。

关键词：氧化锌避雷器；带电测试；状态检修

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0064-02

金属氧化锌避雷器具有良好的非线性特性和理想的伏安特性，并且具有基本无续流、耐多重雷击及多次操作波的冲击、结构简单、体积小等优点，已经逐步取代传统普通的避雷器，目前我局避雷器已全部更换为性能优良的金属氧化锌避雷器，依据《电力设备预防性试验规程》，金属氧化锌避雷器应在每年雷雨季节前进行试验。

传统的氧化锌避雷器试验的方法为停电试验，即在办理第一种工作票后，由运行人员将避雷器退出运行并做好安全措施，检修人员拆除避雷器与主网一次连接线，再由试验人员使用直流高压发生器测量直流1mA电压U1mA和0.75倍U1mA电压下的泄漏电流，这样做费时费力且需要停电试验，不仅影响供电可靠性，对安全也存在一定的风险，逐步暴露出“维修频繁、维修不足、盲目维修”的问题，已经不能适应国家电网公司发展和电网发展的要求，

我局目前管辖有28所变电站，每年在雷雨来临之前，应将110kV、35kV及10kV避雷器全部进行测试，我局以前对避雷器传统的检修方式为停电检修，工作量大，停电面积大，有的设备无法停电就造成了避雷器漏试，有相当一部分的避雷器仍是性能良好的，一拆一装，增加了作业人员的工作量，同时造成了人力及物力不必要的浪费。

我局于2002年就开展状态检修测试工作，先后引进多台带电测试设备，其中就有一台避雷器带电测试仪，可以对避雷器进行带电测试，在一定程度上取得了比较良好的效果，并且有效地提高了工作效率，但在对测试人员安全上提出一定的问题，根据几年的测试工作，对氧化锌避雷器的测试进行如下探讨。

1 金属氧化锌避雷器设计及工作原理

金属氧化锌避雷器是由氧化锌阀片叠装而成的，完全取消了间隙，解决了传统避雷器的间隙放电时限和放电稳定性所引起的各种问题，由于具有良好的非线性特性，当有各种过电压施加在避雷器需保护的设备附近时，避雷器将较高电压通过阀片泄入大地，将过电压控制在设备所能承受的电压范围内，从而能有效地保护电力设备免遭过电压的侵害。

2 测试数据分析

运行中的氧化锌避雷器在交流电压的作用下，通过氧化锌阀片流入大地一部分电流，电流很小，只有几十微安，这个电流称作运行电压下的交流泄露电流，也称为全电流，运行情况下泄漏电流分为两种：阻性电流和容性电流，其中阻性电流只占很小的一部分，约为5%～20%，当避雷器出现老化、受潮、绝缘下降、表面污秽以及电阻片特性发生变化时，泄露电流中阻性电流的分量就会增大很多，而容性电流变化不大。

在运行电压下全电流、阻性电流或功率损耗的测量值与初始值比较，不应有明显变化，当阻性电流增加50%（与初始值比较）时，应适当缩短监测周期，当阻性电流增加100%时，必须停电检查，进行直流试验。

影响阻性泄露电流增大的原因主要包括：瓷套内外表面的沿面泄漏、阀片沿面泄漏及阀片非线性阻性分量、绝缘支撑件的泄漏等，它受运行电压大小、天气、湿度等影响，因此，现场测试时，单纯考虑全电流和阻性电流数值的大小，不与往年数据进行比较，会影响判断的准确性。

因此，带电测量运行电压下的泄露电流及其阻性分量是判断避雷器运行状态好坏的重要手段。

3 现场测试提出问题

图1

避雷器带电测试仪可以有效地对氧化锌避雷器进行带电测试并进行综合分析，从而判断出避雷器的劣化及老化程度，但现场测试往往会出线以下三个难题。

3.1 避雷器安装高度

如图1所示。

当对变电站出线及线路上安装的避雷器进行带电测试时，需将试验线接在避雷器下端及计数器上端，因避雷器安装位置较高，必须用梯子将人送至避雷器下端进行接线，增加测试时间，降低了工作效率，而且同时增加了人身安全隐患。

3.2 新型35kV复合氧化锌避雷器

如图2所示：

图2

在对35kV新型复合式氧化锌避雷器进行测试时，由于其底座与上端带电部分距离约0.55m，而《电力安全工作规程》中规定，工作人员工作中正常活动范围与周围带电距离35kV时为0.60m就必须停电，失去带电测试意义。

3.3 试验接线安全问题

进行带电测试时，需将测试引线接在避雷器底座与计数器之间，测试引线需手工去接，如果计数器内部引线断路，避雷器底座将产生悬浮电压，如不注意，也极易造成对测试人员的伤害。

因此必须研制一种新型号试验仪器，在使用过程中不引入新的危险点，不引入新的故障点，安全可靠，较大地提高了工作效率。

状态检修作为一种先进的手段，必须要有带电测试和在线监测作为技术依托，避雷器带电检测的方式，对提高供电的可靠性有着重要意义。减少不必要的停电，提高售电量，也能产生一定的经济效益。减少停电次数，降低了因为停电对用户生产、生活造成的负面影响，有利于更好树立电力系统的优良形象。

参考文献

[1] 电气装置安装工程电气设备交接试验标准（GB 50150-91）[S].

[2] 陈化钢.电气设备预防性试验方法[M].北京：水利电力出版社，1994.

篇5：避雷器知识讲座

避雷器是用以限制由线路传过来的雷电过电压（或大气过电压）和电力系统内部过电压的一种电气设备。

过电压指超过正常运行电压并可使电力系统绝缘或保护设备损坏的电压升高，可分为三大类：暂时过电压、操作过电压、雷电过电压。暂时过电压、操作过电压是由于电力系统中，断路器的操作或系统故障，使系统参数发生变化，由此引起系统内部能量转化或传递而产生的过电压，称为内部过电压。

操作过电压即电磁过渡过程中的过电压，一般持续时间在0.1S内。在中性点直接接地系统中，常见的操作过电压有：合闸空载线路过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压以及解列过电压等。以合闸（包括重合闸）过电压最为严重。在中性点非直接接地系统中，主要是弧光接地过电压。

暂时过电压包括工频电压升高和谐振过电压，持续时间相对较长，暂时过电压的产生原因主要是空载线路的长线路的电容效应、不对称接地故障、负荷突变以及系统中发生的线性或非线性谐振等。暂时过电压的严重程度取决于其幅值和持续时间，在超高压系统中，工频电压升高具有重要作用，因为1）它的大小直接影响操作过电压的幅值；2）它的数值是决定避雷器额定电压的重要依据；3）持续时间长工频电压升高可能危急设备的安全运行。

雷电过电压可分为三种情况：

1）感应过电压。在输电线路附近发生雷云对地放电时线路上产生的过电压，这种过电压在极少的情况下才达到500—600KV，因此只对35 KV及以下电网才有危害。

2）雷击导线、绕击时的过电压。直接雷过电压在没有避雷线的情况下发生，但有避雷线时仍有可能绕过避雷线而击于线路上，但其概率很小。

3）雷击避雷线或杆塔时引起的反击。雷击杆塔时由于杆塔的电感和接地电阻，使本来地电位的杆塔具有很高的电位，引起绝缘子逆闪，将高电位加到导线上。

对220KV及以下电力系统，绝缘水平一般由大气过电压决定。其保护装置主要是避雷器，以避雷器的保护水平为基础决定设备的绝缘水平，并保证输电线路有一定的耐雷水平。对于这些设备，在正常情况下应能耐受内部过电压的作用，因此一般不专门采用针对内部过电压的限制措施。

随着电压等级的提高，操作过电压的幅值将随之提高，所以对330KV及以上的超高压系统，操作过电压将逐渐起到控制作用，一般采用专门限内部过电压的措施。

二、避雷器的基本原理

避雷器是用来限制过电压的，它实质上是一种放电器，并联连接在保护设备附近，当作用电压超过的避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的发展，从而保护了电气设备免遭击穿损坏。

为使避雷器达到预期的保护效果，必须满足下述基本要求。避雷器的发展、结构的设计和改进主要是围绕下述两点基本要求而进行的。

1）具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合。绝缘强度的配合中对避雷器的伏秒特性的要求不仅要位置低，而且形状平直。工程上通常用冲击系统来反映伏秒特性的形状。冲击系数是指冲击放电电压与工频放电压电之比。其 比值欲小，伏秒特性欲平缓。避雷器伏秒特性的上限不应高于电气设备伏秒特性的下限。

1— 电气设备的伏秒特性 2— 避雷器的伏秒特性

3— 电气设备上可能出现的最

高工频电压

避雷器与电气设备的伏秒特性配合

2）应有较强的绝缘自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使电力系统得以继续运行。避雷器一旦在冲击放电压作用下放电，就造成系统对地短路。此后雷电过电压虽然过去，但工频电压却相继作用在避雷器上，使其中通过工频续流，它以电弧放电的形式出现。避雷应当具有自行切断工频续流恢复绝缘强度的能力，使电力系统能够继续正常运行。

三、避雷器的基本类型

1、保护间隙：

它是一种最原始、最简单的避雷器，它由主间隙和辅助间隙串联而成，辅助间隙是为了防止主间隙被外物短路误动作而设计的。主间隙的两个电极做成角形，可以使工频续流电弧在自身电动力和热气流作用下易于上升被拉长而自行灭弧。

缺点：灭弧能力低，只能熄灭中性点不接地系统不大的单相接地短路电流。但在两相或三相保护间隙同时动作，或中性点直接接地情况下，流过保护器的电流是短路电流，其值很大，间隙电弧不能自行熄灭，而引起断路器跳闸，一般应有自动重合闸加以配合。而且间隙动作后，引起很陡的截波，严重威胁变压器等有绕组的电气设备。

2、排气式避雷器：

它有两个间隙串联而成，一个装在气管内，称为内间隙。一个装在气管外，称为外间隙。外间隙的作用是使气管在正常运行时与工频电压隔离。当雷电冲击波袭来时，两个间隙均被击穿使雷电流入地，冲击电流消失后，间隙流过工频续 流。在工频续流电弧的高温作用下，气管内分解出大量气体，形成很高的大气压力，高压气体从环形电极孔口急速喷出，强烈纵向冲动电弧，使工频续流在第一次过零时熄灭。

缺点：

① 伏秒特性较陡且放电分散性较大，而一般变压器或其他电器设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平坦，二者不能很好的配合；

② 管型避雷器动作以后工作母线直接接地形成电压截波，对变压器纵绝缘有害；（主绝缘、纵绝缘）

③ 放电特性受大气条件影响较大。

3、阀型避雷器：

阀型避雷器由火花间隙和非线性电阻片两个部件串联而成，火花间隙和阀片电阻组装在瓷套中，做成避雷器的标准单元，然后组合成各种电压等级的避雷器，以供使用。火花间隙被分成许多个短间隙，易于切断工频续流。用非线性电阻片以降低避雷器的残压，限制工频续流。非线性电阻片主要成分为SiC，冶炼时加A12 O3

在220KV及以下系统主要用于限制大气过电压。在超高压系统中还用来限制内部过电压。

4、氧化锌避雷器（MOA）

采用具有极优异伏安特性的ZnO阀片做为保护单元，取代了SiC和火花间隙。在正常系统电压作用下，氧化锌避雷器阀片呈高阻状态，流过避雷器的电流远低于105A，可视为无续流。当有过电压作用时，阀片立刻呈现低阻状态，将能 3 量迅速释放，此后即恢复高阻状态，迅速截断工频续流。

氧化锌避雷器的阀片材料是氧化锌（ZnO）为主，适当添加氧化铋（Bi2O3）、氧化钴（Co2O3）、二氧化锰（MnO2）、氧化锑（sb2o3）等金属氧化物。加工成颗粒状混合搅拌均匀，然后烘干，压制成工作圆盘。经高温烧结制作而成，阀片表面喷涂一层金属粉末（铝粉），其侧面应涂绝缘层（釉，由陶瓷釉向玻璃釉发展）。将阀片按照不同的技术条件进行组合，装入瓷套内密封。由于氧化锌阀片具有优异的非线性特性，所以MOA不用串联间隙。

1— ZnO电阻片 2— SiC电阻片 3— 系统相电压

两种电阻片伏安特性的比较

MOA的优点：

1）保护特性优异，没有放电时延，伏秒特性比较平坦。残压水平较低。2）无续流，动作负载轻，在大电流长时间重复动作的冲击作用下，特性稳定。

3）运行性能良好，耐冲击能力强；流通大，耐污秽性能较好。4）实用性好：结构简单，高度低，安装维护方便。

5）不存在间隙放电电压随避雷器内部气压变化而变化的问题，因此无间隙避雷器是理想的高原地区避雷器。6）特别适合用于直流输电设备的保护。直流电弧不象交流电弧有自然过零点，因此熄弧比较困难。无间隙避雷器不存在灭弧问题，所以用作直流避雷器是很理想的。

7）作为SF6全封闭组合电器中的一个组件是特别适合的。这可解决传统避雷器的间隙在SF6中放电分散性大和放电电压易随气压变化而变化等问题。

8）用于重污秽地区比传统避雷器优越，不存在污秽影响间隙电压分布问题。9）陡波下保护特性改善。不存在间隙放电电压随雷电波陡度的增加而增大的问题。陡波下保护特性有可能得到改善。

不足之处：

1）由于没有放电间隙，阀片将因长期直接承受工频电压的作用产生劣化现象，其劣化的本质，微观机理上看，是晶介层的肖脱基势垒的降低。引起阀片电阻值的降低。泄露电流增加，阻性分量电流是有功分量。它急剧增加势必加速阀片老化速度，可能在遇到操作冲击波作用，其能量被吸收时，因阀片的损耗功率超过其散热功率，阀片温度上升而发生热崩溃，造成避雷器爆炸事故。受潮与老化是引起MOA故障的两个根本原因。

MOA劣化的主要原因：

a.由于密封不引起内部受潮占相当比例，泄漏成倍增长，绝缘显著下降，有时形成局部导电通道致使发生内部湿闪络。

b.某些MOA本身设计的荷电率太高。负荷过重。另外因电位分布不均，导致局部电阻片老化加速，由于电阻片在工作电压下呈现负的温度系数，使这种状况更为严重。它的高次谐波阻性电流也同步迅速增大。

c.由于MOA表面污秽的不均匀导致电位分布的不均匀性而引起局部荷电率过高，还可以引起局放造成脉冲电流的产生。使MOA的侧面绝缘减弱，引起泄漏电流增大。

d.异常运行条件及其他原因引起的MOA事故。如谐振、直击雷等。2）在中性点非直接接地的 10~35KV电力系统中，当发生单相接地故障时，一般允许带单相接地故障运行两小时甚至更长，而线路断路器不跳闸，这样其它两健全相的电压升高到线电压，这对无间隙的MOA来说是严峻的考验。如果此时发生弧光接地或谐振过电压，MOA动作放电时就有爆炸损坏的可能，从而造成事故。

为了克服瓷外套氧化锌避雷器内部容易受潮及安全问题等缺陷，出现了新型的复合外套氧化锌避雷器，除了具有瓷套式避雷器的优点外，还具有其独特优点： 1）在很大程度上消除了避雷器受潮的隐患； 2）从根本上消除了避雷器伞裙爆炸的危险； 3）重量轻，体积小；

4）扩大了避雷的使用范围； 5）耐污性能好； 6）散热特性好； 7）制造工艺简单；

四、氧化锌避雷器的主要电气特性

1、避雷器额定电压Ur

施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值。按照此电压所设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确的工作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但他不等于系统标称电压。

2、器持续运行电压Uc

允许持久地施加在避雷器两端的工频电压有效值。避雷器吸收过电压能量后温度升高，在此电压作用下能正常冷却，不发生热击穿。

3、参考电压（起始动作电压）U1mA

通常以通过1mA工频电流阻性分量峰值或直流幅值时避雷器两端电压峰值U1mA 定义为参考电压。从这一电压开始，认为避雷器进入限制过电压的工作范围，所以也称为转折电压。

4、压比K 指避雷器通过波形为8/20μS的标称冲击放电流时的残压与起始动作电压之比，例如5KA压比为K= U5KA /U1mA，压比越小，表明残压越低，保护性能越好。

5、荷电率η

它征单位电阻片上的电压负荷，η=2Uc /U1M。荷电率的高低对避雷器老化程度的影响很大，在中性点非有效接地系统中，一般采用较低的荷电率，而在中性点直接接地系统中，采用较高的荷电率。

5、避雷器事故反措施：

金属氧化物避雷器在系统持续运行电压下，如流过的工频电流超过数十毫安（mA）时，就会发生不可逆转的劣化。冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷影响，使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性，当正弦电压作用时，还有一系列的奇次谐波，而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。

1、增强对金属氧化物避雷器的在线监测。

①监测总泄露电流法。②监测功耗法。③.电容电流补偿法、测量阻性电流及三次谐波法。

2、加强电网谐波的治理力度，增设动态无补偿和滤波装置。

3、加装低压侧避雷器。

4、增加通流容量，由5KA至10KA、20KA。

6、增装动作计数器。

五、避雷器的安装

我国10KV及以下配电网络一般不安装避雷线，线路的耐雷水平比较低，主要依靠避雷器作为防雷措施：

1、配电线路上的油断路器和负荷开关，由于绝缘水平不高，相间距离较小，应防止受雷击时引起闪络，造成短路。通常在设备的一侧或两侧装设避雷器进行保护。其接地线应与被保护设备的金属外壳相连接，其接地电阻不大于10Ω。

2、电变压器是配电系统中十分重要的电气设备，一般应在高压侧及低压侧分别装设一组避雷器。应将避雷器安装在跌开式熔断器之间，要求避雷器尽量靠近变压器。避雷器的按线应与变压器低压绕组中性点及变压器金属外壳连接在一起共同接地。

3、多雷地区的低压架空配电线路，宜在线路进户前50m处安装一组低压避雷器，入户后再安装一组低压避雷器。

4、具有电缆进（出）线段的架空线路，应在架空线路与电缆终端盒接续处装设避雷器并做集中接地装置。避雷器的接地线还应与电缆的金属护层连接，电缆另一端的终端盒与变电所的接地网相连。

5、母线上安装的避雷器应尽量靠近主变压器，如二者之间的电气距离超过规定时，考虑在变压器附近再装设一组避雷器。

6、对于出线上装有限流电抗器并且与电缆段相连接的线路，考虑到电抗器的波阻抗大，防止雷电进行波在电抗器处发生反射，而引起电压升高损坏电气设备。因此在电抗器和电缆之间还应加装一组避雷器。避雷器安装的注意事项：

1、避雷器的安装位置应便于巡视检查，一般应垂直安装，引线要连接牢固，避雷器上的接线端子不得受力。

2、避雷器的伞裙应无裂纹，密封良好，经预防性试验合格。

3、避雷器安装位置距保护设备的距离应尽量靠近，避雷器与其3—10KV变压器的最大距离，雷雨季经常运行的单路进线不大于15m，双路进线不大于23m，三路进线不大于27m，若大于上述距离应在母线上另装设避雷器。

4、为防止避雷器正常运行或雷击后发生故障，影响电力系统正常运行，其安装位置可以处于跌开式熔断器保护范围之内。

5、避雷器的引线截面应符合下列标准：

铜线：16mm2•； 铝线：25mm2•

篇6：35KV避雷器（范文）

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保了电器设备的安全。

分类

1.按电压等级分

氧化锌避雷器按额定电压值来分类，可分为三类；

高压类；其指66KV以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为500kV、220kV、110k66kV四个等级等级。

中压类；其指3kV～66kV（不包括66kV系列的产品）范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kV、6kV、10kV、35KV四个电压等级。

低压类；其指3KV以下（不包括3kV系列的产品）的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分1kV、0.5kV、0.38kV、0.22kV四个电压等级。

2.按标称放电电流分

氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、1.5kA五类。

3.按用途分

氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿电器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、变压器中性点型七类。

4.按结构分

氧化锌避雷器按结构可划分为两大类；

瓷外套；瓷外套氧化锌避雷器按耐污秽性能分为四个等级，Ⅰ级为普通型、Ⅱ级为用于中污秽地区（爬电比距20mm/KV）、Ⅲ级为用于重污秽地区（爬电比距25mm/kV）、Ⅳ级为用于重污秽地区（爬电比距31mm/kV）。

复合外套；复合外套氧化锌避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电片，内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成，具有硅橡胶材料和氧化锌电阻片的双重优点该系列产品除具有瓷外套氧化锌避雷器的一切优点外，另具有绝缘性能、高的耐污秽性能、良的防爆性能以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点

5.按结构性能分

氧化锌避雷器按结构性能可分为；无间隙（W）、带串联间隙（C）、带并联间隙（B）三类氧化锌避雷器介绍

YBL-III氧化锌避雷器是我公司系列汉化产品之

一、是全面检测氧化锌避雷器在电力系统行中的各项电气特性的专用仪器。它具有下列优点：

1、液显图文显示，汉化打印，界面直观

自动化程度高，便于现场人员操作和使用。

2、先进的数字信号处理技术，抗干扰性能强，测结果精度高，用户可从液晶显示屏上直接观察信号波形，具有示波器功能。

3、安全可靠，采隔离变压器和高阻分压，从而避免PT二次侧短路。

4、体积小，重量轻，便于携带。以往只考虑操作过电压和雷电过电压水平的避雷器选型及弊端 国家标准规定，系统供端电压应略高于系统的标称电压(或额定电压)Un的K倍，即K=Um/Un(Um是系统最高电压)。电气设备的绝缘应能在Un下长期运行。220kV及以下系统的K为1.15，330kV及以下系统的K=1.避雷器设计的初期也遵守上述原则。氧化锌避雷器之前是SiC避雷器。10kV及以下SiC避雷的灭弧电压设计是定在系统最高运行电压的1.1倍;35kVSiC避雷器的灭弧电压等于系统最高电压;110kV及以上SiC避雷器的灭弧电压为系统最高电压的80%。对应以上的倍数分别有110%避雷器、100%避雷器和80%避雷器。我国使用氧化锌避雷器初期，其额定电压是以SiC避雷器的灭弧电压为参考作设计的。早期的6kV、10kV和35kV避雷器均遵 守上述原则，如：Y5WR-7.6/2Y5WR-12.7/

45、Y5WR-41/130。而最大长期工频工作电压为系统最高相电压，如Y5WR-12.7/45为： 2 保证在单相接地过电压下运行且电力系统安全情况下的避雷器选型及必要性 从安全行角度，避雷器的额定电压的选择还应遵守如下原则： ①氧化锌避雷器的额定电压，应该使高于其在安装处可能出现的工频暂态电压。在110kV及以上的中性点接地系统中是可以按上述法选择的。②在110kV及以下的中性点非直接接地系统中，电力部门规程规定在单相接地情下允许运行2h，有时甚至在断续地产生弧光接地过电压情况下运行2h以上才能发现故障，这系统的运行特点对氧化锌避雷器在额定电压下安全运行10s构成严重威胁。且氧化锌避雷器与SiC避雷器结构、设计不同(后者是有间隙灭弧，前者没有间隙或者只有隔流间隙)，使得实践氧化锌避雷器出现热崩溃甚至严重的爆炸事故。面对这种情况，许多供电局、电力设计院根据地的电网条件提出了许多类型的额定电压值(如14.4kV，14.7kV等)。而在多次国标讨论稿中作负载试验中耐受10s的额定电压规定提高至1.2～1.3倍，使氧化锌避雷器对中性点非直接地系统工况的适应能力有所提高。而由于氧化锌避雷器的额定电压选择过低，使避雷器在单接地过电压甚至许多暂态过电压下工作出现安全事故。电力部安全监察及生产协调司早在199年10月30日第十七期安全情况通报上就对避雷器提出修改意见。文中要求对新装设的3～66电压等级无间隙氧化锌避雷器持续运行电压(UC)和额定电压(Ur)按表1所列值选择，而同时保性能不能降低。(括号内数据适用于发电机和变压器中性点氧化锌避雷器，Um为系统标准电压的1.05-1.10倍)而在通报发布与新标准修订的过渡阶段，对中性点非接地系统的氧化锌避雷额定电压、持续运行电压的选择提出了如下设计规则： 额定电压在参考SiC避雷器灭弧电压计基础上乘以1.2-1.3倍，持续运行电压为系统运行最高线电压。这样各种电压等级电容器用雷器的额定电压数据如下： 6kV额定电压(型号为Y5WR-10/27)： 上述基本数据由于没有统一准，避雷器厂家及使用单位在设计制造中会有出入。3 贯彻2000年版新标准，安全、合理地避雷器进行选型的现实性 在我国2000年新标准中(GB11032-2000)，额定电压的选择上述

1.2-1.3倍原则得到了认可，但持续运行电压的选择则出现了新规定：从反映避雷器使用寿命参数1.5Un//U1mA作为参考值选择(设计)避雷器持续运行电压。以国内避雷器的设计、制造水平一般?值为80%，故持续运行电压选择为额定电压的0.8倍。这一点我们从伏安曲线的小电流区上看，是有根据的。这样，在实践中根据具体条件进行模拟计算或按经验惯例对避雷器进行型时，应考虑单相接地运行1h的过电压水平。但用户中的技术协议甚至电力设计院图纸中出了许多与上述值有细微差别的额定电压值，我认为是不必要的(如10kV中出现16.5kV、16.7k等)。理由是实际设计避雷器过程中，额定电压值在伏-安曲线中是在小电流区里面，均小于U1mAAC值，追求细微之差在实际避雷器设计中得不到实现;另外从下面论述可知，按照新国标求选择才能在许可过电压下安全使用(这是指不接地系统)。4 按2000年版新标准中非接地统氧化锌避雷器选型的科学性 4.1 额定电压的选择应按施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值选择、设计，此时能在所规定的动作负载试验中确定的暂态过电压下正确地工作。

续运行电压的选择必须是允许持久地施加于避雷器端子间的有效值。此时工频放电电压要足够高，以免在被保护设备的绝缘能耐受不需保护的操作过电压下动作，延长使用寿命，且必须考到我国现阶段制造氧化锌避雷器的荷电率与残压的实际水平。4.2凡是工频电压升高较严重的处所或是设备绝缘试验电压较高的条件所允许，就应选择较高的氧化锌避雷器额定电压。工频考电压的选择应等于或大于额定电压。这两点在新国标要求中都较好地满足，下面计算也可发是满足过电压要求的。国标要求，要保证单相接地运行2h不动作。最严重情况是当单相接地甩负荷同时发生，此时理论计算可能出现的最大过电压为1.99倍，则选取的氧化锌避雷器容持续运行电压UC(有效值)如下： 国标按荷电率为0.8选取额定电压(即Ur≈1.25 UC)，均满要求。如果按躲开概率较高的弧光接地和谐振过电压，则额定电压应满足： 再按?=0.8选择持续运行电压，也满足要求。综上所述，避雷器选型问题的主要难点是确定暂时过电压的范围题，既要保证在较高的操作过电压及大气过电压下安全、可*地动作，又要保证在暂时过电压阀片不动作。现阶段避雷器的选型和设计必须保证2h单相接地时出现的系统最高过电压氧化避雷器不动作，否则氧化锌避雷器会出现热崩溃甚至爆炸事故。故在不接地系统中按照新要求择是合适的。但在经消弧线圈接地的电容器装置中，接地过电压会低许多，这时可根据实际模计算选择较低的额定电压及持续运行电压使氧化锌避雷器在较低的操作过电压下动作，保护电器装置，但如果不方便模拟，也可按不接地系统选择，因电容器极对地绝缘已考虑能满足单相地2h要求。在小于额定电压下工作，避雷器不动作也不会导致过电压损害电容器装置。总之这是由于氧化锌阀片不带串联间隙直接串联，导致氧化锌避雷器电阻片不能承受甚至超过1.9倍的过电压，导致以SiC灭弧电压作为参考选择的氧化锌避雷器额定电压不能满足要求，必然升高才能保证避雷器安全工作，如没有实际模拟数据，以国家标准精神中体现的推荐值较合适因为它满足了极限要求

氧化锌避雷器特性

氧化锌避雷器七大特性：

一、避雷器的通流能力

这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。川生产的氧化锌避雷器的通流能力完全符合甚至高于国家标准的要求。线路放电等级、能量吸收力、4/10纳秒大电流冲击耐受、2ms方波通流能力等指标达到了国内领先水平。

二、保护特性优异

氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品，具有良好护性能。因为氧化锌阀片的非线性伏安特性十分优良，使得在正常工作电压下仅有几百微安的流通过，便于设计成无间隙结构，使其具备保护性能好、重量轻、尺寸小的特征。当过电压侵时，流过阀片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放了过电压的能量，此后氧化锌片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。

三、密封性能良好

避雷器元件采用老化性能好、气密性好的优质复合外套，采用控制密封圈压缩量和增涂密胶等措施，陶瓷外套作为密封材料，确保密封可靠，使避雷器的性能稳定。

四、机械性能

主要考虑以下三方面因素： A承受的地震力； B作用于避雷器上的最大风压力； C避雷的顶端承受导线的最大允许拉力。

五、解污秽性能

无间隙氧化锌避雷器具有较高的耐污秽性能。目前国家标准规定的爬电比距等级为： I级 中等污秽地区：爬电比距20mm/kv III级 重污秽地区：爬电比距25mm/kv IV级 特重污秽区：爬电比距31mm/kv

篇7：避雷器的种类及其应用111

高电压技术结课论文

课程名称： 避雷器的种类及其应用

姓 名： 徐 瑞

学 号: 20105200 班 级： 电气1002班

指导教师： 姜官武 起止日期：2013年12月1日-2013年12月15日

避雷器的种类及其应用

摘要：避雷器应用在我们生活中的各个方面，它的作用也不容忽视，避雷器是用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流赋值的一种电器，它有效的保护了各种电气设备不被损坏。本文将从避雷器的概念、原理、作用、种类、特点以及应用前景等方面进行论述以期全面的分析避雷器，为今后的应用奠定基础。

关键词：避雷器；种类；应用

Type lightning arrester and

its application

Abstract： Lightning arrester application in all aspects of our lives,its role can not

be ignored.Surge arresters are used to protect electrical equipment from an electrical

transient overvoltage and limit the continued flow often limit the continued flow assignment.It effectively protect the various electrical equipment is not damaged.This paper from the concept, principle, function of arrester, types,characteristics and application prospects are discussed in order to analysis of lightning arrester and comprehensive,lay the foundation for future application.keywords：Lightning arrester;species;application

随着电力系统的发展，对输电线路供电可靠性要求越来越高，由于雷击输电线路引起的事故日益增多，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故更高。这不仅影响设备的正常工作，也极大地影响了人们的正常生活，给社会带来巨大的经济损失，而避雷器的出现为这一切画上了句号，避雷器可以有效地保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。

一、避雷器概述

（一）避雷器的概念

避雷器是用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流赋值的一种电器。本术语包含运行安装时对于该电器正常功能所必须的任何外部间隙，而不论其是否作为整体的一个部件。避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间。避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器。

（二）避雷器的工作原理

避雷器是连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效的保护电力设备，一旦出现不正常电压，避雷器产生作用，起到保护作用。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从 而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而达到保护电力设备的作用。避雷器不仅可用来防护大气高电压，也可用来防护操作高电压。如果出现雷雨天气，电闪雷鸣就会出现高电压，电力设备就有可能有危险，此时避雷器就会起作用，保护电力设备免受损害。避雷器的最大作用也是最重要的作用就是限制过电压以保护电气设备。避雷器是使雷电流流入大地，使电气设备不产生高压的一种装置，主要类型有管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的，但是他们的工作 实质是相同的，都是为了保护设备不受损害。

（三）避雷器的作用

避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。

二、避雷器的种类及其特点

目前使用的避雷器主要有四种类型，即保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙和管型避雷器主要用于配电系统、线路和发电厂、变电所进线段的保护，以限制入侵的大气过电压；阀型避雷器和氧化锌避雷器用于变电所、发电厂及变压器的保护，在220kV及以下系统中主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还用来限制内过电压或作内过电压后备保护。阀型避雷器和氧化锌避雷器的保护性能对变电器或其他电器设备的绝缘水平的确定存在着直接影响。

(一)保护间隙避雷器及其特点

所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。保护间隙构造简单，维护方便，但其自行灭弧能力较差。其间隙的结构有棒型、球型和角型三种。棒型间隙的伏秒特性较陡，不易与设备的绝缘特性配合；球型间隙虽然伏秒特性最平坦，保护性能也很好，但它与棒型间隙一样，都存在着间隙端头易烧伤的缺点，烧伤后间隙距离增大，不能保证动作的准确性；角型间隙放电时，电弧会沿羊角迅速向上移动而被拉长，因而容易自行灭弧，间隙不会严重烧伤，所以，近年来角型间隙被广泛用于配电线路和配电设备的防雷保护。由于保护间隙的间隙距离较小(8～25mm)，易为昆虫、鸟类或其他外物偶然碰触而引起短路，因此常在接地引下线上串接一个小角型辅助间隙。在正常情况下，保护间隙对地是绝缘的，并且绝缘强度低于所保护线路的绝缘水平，因此，当线路遭到雷击时，保护间隙首先因过 电压而被击穿，将大量雷电流泄入大地，使过电压大幅度下降，从而起到保护线路和电气设备的作用。防雷保护间隙的结构应满足以下要求：间隙距离应符合要求，并稳定不变；间隙放电时，应能够防止电弧跳到其他设备上；能防止间隙的支持绝缘子损坏；间隙正常动作时，能防止电极烧坏；电极应镀锌或采取其他防锈蚀的措施；主、辅间隙之间的距离应尽量小，最好三相共用一个辅助间隙。在电力、冶金、石化、建筑、环保等领域中，由于系统故障，往往会产生变压器中性点电压升高造成对变压器的损害。将ENR-JXB保护间隙接在110KV、220KV、330KV、500KV电力变压器中性点，可以实现变压器中性点接地运行和不接地运行两种不同的方式，已达到对变压器的保护。

（二）管型避雷器及其特点

由于保护间隙弧能力较差，目前使用不多。为了提高熄弧能力，产生了管型避雷器，它实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。管型避雷器有两个相互串联的间隙，一个在大气中称为外间隙S2，另一个间隙S1装在产气管内，称为内间隙或灭弧间隙。管型避雷的熄弧能力与工频续流的大小有关，续流太大产气过多，管内气压太高，会使管子炸裂；续流太小产气太少，管内气压太低则不足以熄灭电弧。管型避雷器采用了强制熄弧的装置，因此比保护间隙熄弧能力强。但由于管型避雷器具有外间隙，受环境的影响大，故与保护间隙一样，仍具有伏秒特性曲线较陡、放电分散性大的缺点，不易与被保护设备实现合理的绝缘配合；同时动作后也会产生截波，不利于变压器等有线圈设备的绝缘。因此，管型避雷器目前只用于输电线路个别地段的保护，如大跨距和交叉档距处，或变电所的进线段保护。

（三）阀型避雷器及其特点

阀型避雷器是由空气间隙和一个非线性电阻串联并装在密封的瓷瓶中构成的。在正常电压下，非线性电阻阻值很大，而在过电压时，其阻值又很小，避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的：在雷电波侵入时，由于电压很高（即发生过电压），间隙被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。随时准备阻止雷电波的入侵。阀型避雷器是由火花间隙和非线性电阻这两种基本元件组成的。间隙与非线性电阻相串联。我国目前生产的阀型避雷 6 器主要分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器两大类。普通阀型避雷器有FS和FZ两种系列；磁吹阀型避雷器有FCD和FCZ两种系列。

（四）氧化锌避雷器及其特点

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电压），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击后，是可以恢复绝缘状态的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，如在电力线上安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，可以将电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电气设备的安全。氧化锌避雷器七大特性：（1）通流能力：这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。（2）保护特性：氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品，具有良好保护性能。因为氧化锌阀片的非线性伏安特性十分优良，使得在正常工作电压下仅有几百微安的电流通过，便于设计成无间隙结构，使其具备保护性能好、重量轻、尺寸小的特征。当过电压侵入时，流过阀片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放了过电压的能量，此后氧化锌阀片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。（3）密封性能:避雷器元件采用老化性能好、气密性好的优质复合外套，采用控制密封圈压缩量和增涂密封胶等措施，陶瓷外套作为密封材料，确保密封可靠，使避雷器的性能稳定。(4)机械性能:主要考虑以下三方面因素：承受的地震力；作用于避雷器上的最大风压力；避雷器的顶端承受导线的最大允许拉力。(5)解污秽性能:无间隙氧化锌避雷器具有较高的耐污秽性能。国家标准规定的爬电比距等级为：II级 中等污秽地区：爬电比距20mm/kvIII级 重污秽地区：爬电比距25mm/kv,IV级 特重污秽地区：爬电比距31mm/kv。(6)高运行可靠性：长期运行的可靠性取决于产品的质量，及对产品的选型是否合理。影响它的产品质量主要有以下三方面：避雷器整体结构的合理性；氧化锌阀片的伏安特性及耐老化特性；避雷器的密封性能。（7）工频耐受能力：由于电力系统中如单相接地、长线电容效应以及甩负荷等各种原因，会引起工频电压的升高或产生幅值较高的暂态过电压，避雷器具 7 有在一定时间内承受一定工频电压升高能力。

三、避雷器的应用

（一）应安装在靠近配电变压器侧

金属氧化物避雷器(MOA）在正常工作时与配变并联，上端接线路，下端接地。当线路出现过电压时，此时的配变将承受过电压通过避雷器、引线和接地装置时产生的三部分压降，称作残压。在这三部分过电压中，避雷器上的残压与其自身性能有关，其残压值是一定的。接地装置上的残压可以通过使接地引下线接至配变外壳，然后再和接地装置相连的方式加以消除。对与如何减小引线上的残压就成为保护配变的关键所在。引线的阻抗与通过的电流频率有关，频率越高，导线的电感越强，阻抗越大。从U=IR可知，要减小引线上的残压，就得缩小引线阻抗，而减小引线阻抗的可行方法是缩短MOA距配变的距离，以减小引线阻抗，降低引线压降，所以避雷器应安装在距离配电变压器近点更合适。

（二）配变低压侧也应安装

如果配变低压侧没有安装MOA，当高压侧避雷器向大地泄放雷电流时，在接地装置上就产生压降，该压降通过配变外壳同时作用在低压侧绕组的中性点处。因此低压侧绕组中流过的雷电流将使高压侧绕组按变比感应出很高的电势（可达1000 kV），该电势将与高压侧绕组的雷电压叠加，造成高压侧绕组中性点电位升高，击穿中性点附近的绝缘。如果低压侧安装了MOA，当高压侧MOA放电使接地装置的电位升高到一定值时，低压侧MOA开始放电，使低压侧绕组出线端与其中性点及外壳的电位差减小，这样就能消除或减小“反变换”电势的影响。

（三）MOA接地线应接至配变外壳

MOA的接地线应直接与配电变压器外壳连接，然后外壳再与大地连接。那种将避雷器的接地线直接与大地连接，然后再从接地桩子上另引一根接地线至变压器外壳的作法是错误的。另外，避雷器的接地线要尽可能缩短，以降低残压。

（四）严格按照规程要求定期检修试验

定期对MOA进行绝缘电阻测量和泄露电流测试，一旦发现MOA绝缘电阻明显降低或被击穿，应立即更换以保证配变安全健康运行。

四、结论

避雷器作为过电压保护器件，对全国电力系统安全的运行，起着重要的保护作用，因而其性能的完善也是一个不容忽视的问题。通过对保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器的对比分析，寻找一套比较适合保护电气设备的避雷器，不仅能过提高供电系统运行的安全可靠性、经济性，而且避雷器的使用能够使电力系统的安全运行再上新的台阶，具有极其广泛的应用前景。参考文献: [1] 张诚.氧化锌避雷器试验方法的研究[M].北京：国防工业出版社,2006 [2] 吴广宁.高电压技术[M].北京：机械工业出版社,2007.5 [3] 曹文.氧化锌避雷器试验方法的研究[M].北京：机械工业出版社，2011 [4] 李庆玲;氧化锌避雷器运行状况研究[D];兰州理工大学;2008年

篇8：避雷器的选型和分析

避雷器的类型目前主要有两大类:1碳化硅阀式避雷器: 普通阀式避雷器和磁吹阀式避雷器,其特点是均有间隙,使其在正常电压下,避雷器处于绝缘状态。2交流金属氧化物避雷器。目前我国3~500kV为无间隙金属氧化物避雷器,3~35 kV还有串联间隙金属氧化物避雷器。

无间隙金属氧化物避雷器的优点:结构简单;保护性能好; 吸收能量大;保护效果好;运行检测方便;造价低。劣势:没有串联间隙,电阻片不仅要承受雷电过电压和操作过电压,还要承受正常持续运行电压和暂时过电压,因而存在着这些电压作用下的劣化和热稳定问题。

中压为不接地系统方式下,为减少无间隙金属氧化物避雷器的损坏,改为串联间隙金属氧化物避雷器。串联间隙金属氧化物避雷器的优点为:电阻片与带电导线隔离,可避免系统单相接地引起的暂时过电压和弧光接地或谐振过电压对电阻片的作用,但串联间隙后也不再有无间隙避雷器的优点。

串联间隙金属氧化物避雷器和碳化硅阀式避雷器在具有相近保护特性时,避雷器可以没有续流或续流很小。如果续流相近,则串联间隙金属氧化物避雷器的残压值比碳化硅阀式避雷器低。

从这两类避雷器的特点来看,交流金属氧化物避雷器特性全面优于碳化硅阀式避雷器,在实际使用中交流金属氧化物避雷器全面占据了市场。

2避雷器的安装位置

为防止大气过电压,避雷器要靠残压保护电气设备,离被保护设备越近越好。如果距离远,要进行核算。如果没有大气过电压,则不需要安装防止大气过电压的避雷器。

根据《绝缘配合第2部分:高压输变电设备的绝缘配合使用导则》,采用惯用法衡量绝缘配合程度时,雷电过电压的配合系数:Ks≥1.4(避雷器非紧靠保护设备)[1]。根据《高压输变电设备的绝缘配合使用导则》雷电过电压的配合系数:Ks≥1.25 (避雷器紧靠保护设备),中性点避雷器Ks≥1.25[2]。

这里要强调一下旋转电机的绝缘保护。《电力工程电气设计手册》介绍:旋转电机防雷电波的主要困难是冲击绝缘水平很低,比同一电压等级的变压器的冲击绝缘水平低得多[3]。特别是电机的匝间绝缘(对于多匝绕组),一般只能采取限制入侵波陡度的办法来保护匝间绝缘,措施是在电机出口处或母线上加电容来改变参数。规范一般规定限制在5kV/us以下。电机的冲击耐压见表1和表2。

kV

kV

注:1此值用于主绝缘的耐冲击试验。2此值用于匝间绝缘的耐冲。

从表1、表2可看出:1电机的冲击耐压远小于变压器的冲击耐压;2电机出厂耐压值比避雷器雷击冲击电流下残压高约10%;3电机的冲击耐压不满足避雷器紧靠保护设备的配合系数;4电机的匝间绝缘要小于主绝缘,主绝缘能满足避雷器非紧靠保护设备的配合系统,但匝间绝缘无法得到保护。

所以我国规范规定直配电机(与架空线直接连接的旋转电机)的容量不能大于60MW。小于60MW直配电机采用加专用的电机型避雷器和静电电容器来保护电机的主绝缘和匝间绝缘。需要注意的是规范推荐采用碳化硅阀式避雷器的旋转电机的标称电流为3kA,而采用金属氧化物避雷 器的发电 机标称电流推荐为5kA,电动机型避雷器仅作为限 制投切电 动机时的操作过电压。

如果电动机没有和架空线直接相连而是架空线连接变压器后用电缆和电动机相连,由于低压侧的电容值非常大,传递过电压(取决于高低压绕组间的电容/(低压绕组的电容加高低压绕组间的电容)比值)将一般不会对电机有损坏,不需要再接任何避雷器。

根据计算需要加装避雷器,一般应加在旋转电机的出线处而不推荐变电所母线处。具体做法可见文献[3]。

3避雷器参数选择

3.1无间隙金属氧化物避雷器:

(1)保护110kV设备(中性点直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

故障10s内能切除,其额定电压根据DL/T 804-2002《交流电力系统金 属氧化物 避雷器使 用导则 》[6]:5.1条,Um= 126kV。

式中:Um为系统最高工作电压,kV;Uc为避雷器持续运行电压,kV;Ur为避雷器额定电压,kV;Ut为暂时过电压,kV。

根据GB311.1表2:110kV高压电器雷电冲击耐压值为450kV,配合系数取1.4,450/1.4=321.4kV,即雷电冲击电流残压不得超过321kV[7]。

(2)保护110kV变压器中性点(中性点直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

其额定电压不低于 系统最高 工作相电 压,其额定电 压为

根据DL804-2002 6.1.2条标称放电电流取1.5kA。

根据GB311.1表6,110kV变压器中性点绝缘水平为250 kV;配合系数取1.25,250/1.25=200kV;即雷电冲击电流残压不得超过200kV。

(3)保护35kV设备(中性点非直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

故障10s内切除,额定电压根据DLT804-2002:5.1条:Um=40.5kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.0Um=1.0×40.5= 40.5kV。

根据8.1.1条

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311.1表2:35kV高压电器 雷电冲击 耐压值为185kV,配合系数取1.4,185/1.4=132.1kV,即雷电冲击电流残压不得超过132kV。

故障10s后才切除,额定电压根据DLT804-2002:5.1条: Um=40.5kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.3 Um =1.3×40.5=52.65kV。

根据8.1.1条Uc≥Um=40.5kV。

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311.1表2:35kV高压电器 雷电冲击 耐压值为185kV,配合系数取1.4,185/1.4=132.1kV,即雷电冲击电流残压不得超过132kV。

(4)保护35kV变压器中性点(中性点非直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

其额定电压不低于系统最高工作电压,所以其额定电压为Ur≥Um=40.5kV。

查DL804-2002表8,额定电压Ur取51kV。

根据DL804-2002 6.1.2条标称放电电流取1.5kA。

根据GB311.1表2:35kV高压电器 雷电冲击 耐压值为185kV,配合系数取1.25,185/1.25=148kV,即雷电冲击电流残压不得超过148kV。

(5)保护10kV设备(非旋转电机类)(中性点非直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

故障10s内切除,其额定电压根据DLT804-2002:5.1条Um=12kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.0×1.1 Um=1.0×1.1×12 =13.2kV。

根据8.1.1条

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311表2:10kV高压电器 雷电冲击 耐压值为75 kV,配合系数取1.4,75/1.4=53.6kV,即雷电冲击电流残压不得超53.6kV。

故障10s后才切除,其额定电 压根据DLT804-2002:5.1条Um=12kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.25×1.1 Um=1.25×1.1× 12=16.5kV。

根据8.1.1条Uc≥1.1 Um=1.1×12=13.2kV。

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311.1表2:10kV高压电器雷电冲击耐压值为75 kV,配合系数取1.4,75/1.4=53.6kV,即雷电冲击电流残压不得超53.6kV。

(6)保护6kV设备(非旋转电机类)(中性点非直接接地系统)的无间隙金属氧化物避雷器。

故障10s内能切除,其额定电 压根据DLT804-2002:5.1条Um=7.2kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.0×1.1 Um=1.0×1.1× 7.2=7.92kV。

根据8.1.1条

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311.1表2:6kV高压电器雷电冲击耐压值为60 kV,配合系数取1.4,60/1.4=42.85kV,即雷电冲击电流残压不得超42.85kV。

故障10s后能切除,其额定电 压根据DLT804-2002:5.1条Um=7.2kV。

根据8.1.2.2条Ur≥k Ut=1.25×1.1 Um=1.25×1.1× 7.2=9.9kV。

根据8.1.1条Uc≥1.1 Um=1.1×7.2=7.92kV。

根据DL804-2002 6.1.2条:标称放电电流取5kA。

根据GB311.1表2:6kV高压电器雷电冲击耐压值为60 kV,配合系数取1.4,60/1.4=42.85kV,即雷电冲击电流残压不得超42.85kV。

避雷器的选择是根据残压来决定的,以上计算的10s后切除故障的参数也是满足10s内切除故障的要求,但10s内切除故障的参数是不能满足10s后切除故障的要求。

从上面的计算可得出:在中性点直接接地系统和非直接接地系统但在10s内切除故障,无间隙金属氧化物避雷器在电网中运行电压低,使其额定电压低,而残压与额定电压比值大,使其选择空间大且不易劣化。

3.2有间隙金属氧化物避雷器

参数选择按碳化硅阀式避雷器来考虑,配合系数同无间隙金属氧化物避雷器,串联间隙避雷器的典型值见《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》。对于串联间隙避雷器不用校验其暂态过电压,但工频放电电压是有要求的。残压计算同无间隙金属氧化物避雷器。

在不接地系统中如果产生单相间歇性电弧接地故障的过电压,从避雷器的参数可看出,避雷器不易配合或者误动甚至损坏。所以如果计算和评估没有大气过电压或不需要安装避雷器,则不建议安装避雷器。

4结语

通过以上的选型分析可有如下结论:

(1)优先选择金属氧化物避雷器。

(2)优先考虑系统中性点接地方式为直接接地或接地故障切除时间为10s以内的运行方式。

(3)如果系统中性点接地方式允许带接地故障运行,为防范单相间歇性电弧接地故障的过电压,则推荐采用串联间隙金属氧化物避雷器。