避雷器结构和试验.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,避雷器结构和试验,主要内容,1,、,避雷器基本知识,2,、,避雷器的分类,3,、,各类避雷器的特点,4,、,金属氧化物避雷器（,MOA,）,5,、,氧化锌避雷器的主要电气参数,6,、,型号说明,7,、,氧化锌避雷器试验,一、避雷器基本知识,定义,能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量、保护电气设备免受瞬时过电压（雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击）危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。,作用,当过电压出现时，避雷器两端子间的电压不超过规定值，使电气设备免受过电压损坏；过电压作用后，又能使系统迅速恢复正常状态，以保证系统正常供电。,避雷器对过电压的保护作用：,二、避雷器的分类,保护间隙,排气式避雷器,阀式避雷器,普通阀式避雷器,磁吹式避雷器,金属氧化物避雷器（,MOA,）,保护间隙,保护间隙由两个间隙（即主间隙和辅助间隙）组成，常用的角型间隙与被保护设备并联的接线图如下。,排气式避雷器,也称管型避雷器，实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。,阀式避雷器,阀式避雷器的基本元件为间隙和非线性电阻（又称阀片,),串联。,保护间隙和排气式避雷器的缺点,伏秒特性较陡且放电分散性大，而一般变压器和其他设备绝缘的冲击放电特性较平，二者不能很好配合。,动作后工作母线直接接地形成幅值很高的截波，危及变压器纵绝缘。,阀式避雷器的缺点,普通型没有强迫熄弧的措施，其阀片的热容量有限，不能承受较长时间的内过电压冲击电流的作用。,磁吹型通流容量大，但是阀片电阻的非线性系数较高,三、各类避雷器的缺点,四、金属氧化物避雷器（,MOA,）,瓷套型,复合型,GIS,型,其核心元件是,ZnO,阀片，氧化锌阀片具有很理想的非线性伏安特性。,氧化锌避雷器结构简图,氧化锌（压敏）电阻片,工作母线,微观结构示意图,氧化锌电阻片微观结构示意图,金属氧化物的主要成分为氧化锌晶粒（,90%,），和少量其他氧化物即所谓微量元素以及微量金属玻璃粉。,等效电路图,氧化锌阀片等值电路图,其中,r,g,代表氧化锌晶粒电阻，具有低阻特性,r,p,代表晶介层（,Bi,2,O,3,）电阻，是非线性的，电阻率很大,C,p,代表晶介层电容,氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线,氧化锌避雷器的优点,氧化锌避雷器的优点,保护性能优越残压低、相应时间快、陡波特性平坦,无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强,通流容量大,性能稳定，抗老化能力强,结构简单，尺寸小，易于批量生产，造价低,五、氧化锌避雷器的主要电气参数,额定电压,（,Ur,）,施加到避雷器端子间的最大工频电压有效值，按照此电压所设计的避雷器，能在规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地动作。,持续运行电压,（,Uc,）,允许持久的施加在避雷器端子间的工频电压有效值。该电压决定了避雷器长期工作的老化性能，即避雷器吸收过电压能量后温度升高，在此电压下应能正常冷却，不发生热崩溃。,持续运行电流,（,Ic,）,指在持续运行电压下，流过避雷器的电流，包含阻性电流分量和容性电流分量，持续电流随温度的变化而变化，并受对地杂散电容的影响。,起始动作电压（参考电压）,（,Uref,）,直流参考电压（,Uref.dc,）：避雷器直流参考电流是其伏安特性曲线拐点附近的某一电流值，其值大约为,1mA,。在直流参考电流下测出的避雷器的直流电压平均值。直流,1mA,参考电压（,U1mA,）值一般等于或大于避雷器的额定电压的峰值。,工频参考电压（,Uref.ac,）：,在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工频电压最大值除以,2,。通常,Uref,低于或接近于“拐点”，高于,Ur,。,Uref,.ac,的作用是选择试品，对于用户作为监控运行情况的参考。,0.75,倍直流参考电压下泄漏电流,0.75U,1mA,下漏电流一般不超过,50,A,。,多柱并联和额定电压,216kV,以上的避雷器漏电流由制造厂和用户协商规定。,标称放电电流,（,In,）,用来划分避雷器等级的、具有,8/20,s,波形的雷电冲击电流峰值。有,1.5,、,2.5,、,5,、,10,、,20kA,五个等级，前三级分别与中性点、电机型避雷器、电容型避雷器等相对应，电站用避雷器一般用后三个等级。,残压（峰值）,放电电流流过避雷器时其端子间出现的电压峰值。,放电电流峰值,（,kA,）,波前时间,/,半峰时间,（,S,）,陡波冲击电流残压,5,，,10,，,20,1/5,雷电冲击电流残压,5,，,10,，,20,8/20,操作冲击电流残压,0.5,，,1,，,2,30/80,压比（保护比）,避雷器的保护性能一般以压比（,=,残压,/,参考电压,）来说明，压比愈小，则避雷器的保护性能愈好。雷电冲击残压与参考电压之比，例如,10kA,压比为,U,10kA,/U,1mA,。目前产品的保护比约为,1.6,2.0,。,避雷器保护水平,雷电冲击保护水平,陡波电流冲击下最大残压除以,1.15,和雷电冲击最大残压两值中较大者为避雷器的雷电冲击保护水平,操作冲击保护水平,避雷器的操作冲击保护水平是规定的操作电流冲击下最大残压,六、型号说明,Y10W-420/958,瓷套、标称放电电流,10kA,、无间隙、（电站型）,额定电压,420kV,、标称放电电流下残压,958kV,Y5WZ-17/45,瓷套、标称放电电流,5kA,、无间隙、电站型,额定电压,17kV,、标称放电电流下残压,45kV,HY5WS2-17/50,复合外套、标称放电电流,5kA,、无间隙、配电型、产品设计序号,2,、额定电压,17kV,、标称放电电流下残压,50kV,七、氧化锌避雷器试验,测量绝缘电阻,直流,1mA,电压,U1mA,及,0.75,倍,U1mA,下泄漏电流,运行电压下的交流泄漏电流,工频参考电流下的工频参考电压,底座绝缘电阻,放电计数器动作检查,3.1,测量绝缘电阻,判断标准：,35kV,以上电压：用,5000V,兆欧表，绝缘电阻不小于,2500M,；,35kV,及以下电压：用,2500V,兆欧表，绝缘电阻不小于,1000M,；,低压（,1kV,以下）：用,500V,兆欧表，绝缘电阻不小于,2M,。,试验周期：,1,）交接时,2,）,3,6,年,3,）必要时,注意事项：,试验后对被试品和邻近试品放电。,3.2,直流,1mA,电压,U1mA,及,0.75,倍,U1mA,下泄漏电流（交接、预试项目）,试验目的：检查是否受潮或者是否劣化，确定其动作,性能是否符合产品性能要求,试验设备：高压直流发生器,判断标准：,U1mA,实测值与出厂或初始值变化小于,5,0.75,倍,U1mA,下泄漏电流不大于,50A,试验周期：,1,）交接时,2,）,3,6,年,3,）必要时,注意事项：,记录环境温度和湿度，阀片的温度系数一般为,0.05,0.17%,，必要时候该进行换算，以免出现误判断,注意安全距离、试验前后对试品和相邻试品放电,测量接线正确：设备、仪器接地；屏蔽线不和试品或芯线接触；高压测试线无较大弧垂,防止表面泄漏电流的影响，测量前应将瓷套表面擦干净，并可采用在瓷套表面加屏蔽的方法解决。,泄漏电流应在高压侧读表，测量导线须使用屏蔽线,由于,MOA,非线性特性，在直流泄漏电流超过,200A,时，电压略有升高，电流将会急剧增大，所以此时应该放慢升压速度，在电流达到,1mA,时，读取电压值,回零、断高压,对限流电阻的认识,3.3,运行电压下的交流泄漏电流,（交接、带电预试项目）,试验目的：测试表明，在运行电压下测量全电流、阻性电流可在一定程度上反映,MOA,运行的状况。全电流的变化可反映,MOA,的严重受潮、内部元件接触不良、阀片严重老化，而阻性电流的变化对阀片的初期老化的反应更为灵敏。如阻性电流峰值从,50,增大到,250,A,时，全电流的增大可能只有百分之几。,试验设备：,阻性电流测试仪、（试验变压器、分压器）,判断标准：全电流、,阻性电流和初始值相比应无明显,变化，阻性电流增加一倍时，须停电检查,。阻性电流增加到初始值,1.5,倍，应加强监 视。,试验周期：,35kV,及以上投运,3,个月，以后每个雷雨季节,前后各测量一次,注意事项：记录环境温度、相对湿度和运行电压，注,意瓷套表面影响及相间干扰的影响。,3.4,工频参考电流下的工频参考电压（交接项目）,试验目的：判断,MOA,阀片的老化、劣化程度,试验设备：,阻性电流测试仪、试验变压器、分压器,判断标准：应符合制造厂规定,注意事项：测量应每节单独进行，应尽量缩短工频参考电压的加压时间，应控制在,10s,以内,底座绝缘电阻（交接、预试项目）,放电计数器动作检查（交接、预试项目）,可在带电状态下检查,四、现场带电测试,近年来，金属氧化物避雷器,(,下文简称,MOA),以其优异的技术性能逐渐取代了其它类型的避雷器，成为电力系统的换代保护设备。由于,MOA,没有放电间隙，氧化锌电阻片长期承受运行电压，并有泄漏电流不断流过,MOA,各个串联电阻片，这个电流的大小取决于,MOA,热稳定和电阻片的老化程度。如果,MOA,在动作负载下发生劣化，将会使正常对地绝缘水平降低，泄漏电流增大，直至发展成为,MOA,的击穿损坏。所以监测运行中,MOA,的工作情况，正确判断其质量状况是非常必要的。,MOA,的质量如果存在问题，那么通过,MOA,电阻片的泄漏电流将逐渐增大，因此我们可以把测量,MOA,的泄漏电流作为监测,MOA,质量状况的一种重要手段。,AI-6103,，主要目的是测量,MOA,的全电流和阻性电流，由此判断,MOA,受潮和老化程度。,开机画面和测量画面,注意事项：,1.,记录运行电压。,2.,测量前先连接地线，测量完最后拆接地线！如果接地点有油漆或锈蚀必须清除干净。,3.,先将全电流信号线插头插入仪器，后将另一端夹子夹到（或通过绝缘竿搭到）被测相,MOA,放电计数器上端。,记录显示屏上的,Ix,和,Irp,，以及,放电计数器示数,。,