避雷器的作用:变电站采用避雷针或避雷线能防止一次设备不遭受直击雷,但与站内一次设备相连的输电线路,一旦遭受雷击,雷电波将会沿着线路侵入变电站,会危及电气设备的运行安全,此外电气设备还可能受到内部过电压及反击雷的危害,这些是避雷针或避雷线所不能解决的问题。
为将过电压限制在电气设备的耐压值之内,可用避雷器来实现此目的。
避雷器与被保护电气设备并联接线,一般装在输电线路进站端电容式电压互感器(简称CVT)前或安装在35kV~220kV电力电缆输电线的首、末端;安装在高电压大容量变压器三侧开关的变压器侧;安装在35kV~500kV相关母线上,以及电抗器、电容器组的单元中。
通过以上例举,我们不难看出,避雷器的安装位置较靠近被保护电气设备,使被保护电气设备在避雷器的保护范围之内。
避雷器正常运行时,避雷器阀片呈现高阻值并保持对地绝缘。
在运行电压下流过很小的交流泄漏电流,般在几十到数百微安,且主要为容性电流,阻性电流只占很小一部分。
当过电压幅值达到一定值时,避雷器阀片会呈现低阻值将电流泄入大地,遏止了过电压幅值,从而保护了变电站的一-次设备。
避雷器动作后阀片会自动截止工频续流,使系统恢复正常工作状态。
避雷器阀片非线性电阻特性的好坏,直接关系到避雷器能否正常动作,起到保护一次主要设备的作用,而不是通过雷电流或操作过电压后特性电阻恢复的越快越好。
阀片电阻的非线性特性恢复得过快,会导致避雷器上的残压过高,不利于被保护设备的安全运行,甚至会使被保护设备因避雷器上的残压过高而被损坏。
因电气设备内绝缘全波雷电冲击试验电压与避雷器标称放电电流下残压之比,称为绝缘配合系数,该系数越大,被保护设备越安全。
如果避雷器上的残压大于标称放电电流下的残压值,会使绝缘配合系数变小,此时便失去了避雷器保护一次设备的作用。
如果避雷器动作后,阀片电阻的非线性特性恢复得过慢,工频续流会使避雷器阀片过热,可使阀片非线性电阻特性降低或劣化,最终导致避雷器发生爆炸事故。
避雷器运行事故中最常见的原因,是由于密封不严进水受潮造成的。
,其次是避雷器的阀片在制作、烧坯、配方等工艺和工序中存在不足与缺陷而引发的。
如果想进一步了解掌握坐标曲线较真实的原貌,可自己动手绘制。
绘制时以纵坐标为电压(单位kV)轴,横坐标为电流(单位mA)轴,建立坐标系。
在施加直流1mA下的电压时,以1mA电流为参考,先将电流分成5~10个相等的参考点,再操作直 流发生器时,加各点参考电流值,记录各点电压值。
值得注意的是,在建立坐标系后,电压与电流的标注一 定要严格按照一 定的比例进行标注,取点要尽量多些,只有这样、曲线画的才能比较圆滑,视觉效果才会较好。
通过坐标图,我们看到,施加直流1mA时,正是氧化锌避雷器阀片非线性电阻拐点时的电压值,在未达拐点试验电压前,试验中我们看到直流发生器的电压表的显示增长速度较快,而电流表的显示增长速度较慢。
当试验电压临近避雷器阀片非线性电阻的拐点时,电压表及电流表的显示增长速度与上述表现相反。
过了拐点电压后,试验电流增长迅猛,如试验电流达2~3mA时,而试验电压只略生几伏或几十伏而已。
氧化锌避雷器阀片的过流量10A/cm2,且压降大;而碳化硅避雷器阀片的过流量小,压降小。
测试35kV及以下氧化锌避雷器的绝缘电阻,应使用2500V兆欧表,绝阻不低于1000MQ; 35kV以 上氧化锌避雷器使用2500V及以上兆欧表,绝阻不低于2500MR。
而碳化硅避雷器绝缘电阻只500600MQ。
避雷器厂家对组装后的避雷器进行抽真空,并往避雷器内注入惰性气体氮气,并保持微正压,使外界的潮气不易侵入,以满足避雷器在运行和夏季高温工作环境中的热稳定和安全性。
避雷器防爆膜能够释放因其内部出现受潮、过热故障时所产生的气体压力,当气体压力达到-定压强时,防爆膜破裂,释放掉内部高气压,以减少或避免避雷器在运行中发生爆炸,能有效抑制部分避雷器因爆炸而引起运行事故的发生。
电力系统过电压,220kV及以下一次设备主要考虑是大气过电压;而220kV以上一次设备主要是考虑操作 过电压。
大气过电压分直击雷过电压和感应雷过电压,以直击雷对一次设备的危害最大。
内部过电压分为两类,一 类称为操作过电压,另一类称为谐振过电压。
220kV以上一次设备操作过电压的频次和几率最大。
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