变电站避雷器原理及参数

1变电站避雷器原理及参数一、氧化锌避雷器的定义：金属氧化锌避雷器（MOA）是一种过电压保护装置，它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。其阀片以氧化锌为主要原料，并配以其它金属氧化物，所以又称为氧化锌（Zno）避雷器。二、氧化锌避雷器的工作原理：在额定电压下，流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下，相当于绝缘体。因此，它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。此后，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。三、结构：一般220kV等级的氧化锌避雷器采用2串、110kV采用1串。氧化锌避雷器底部与底座绝缘*的是绝缘瓷套（有采用一个大瓷套或采用四各小瓷套）。氧化锌避雷器内部有一导线从底部引出至大地，当中串联一只泄漏电流表，以监视避雷器阀片绝缘情况。避雷器屏蔽线接于避雷器瓷套的最后一级裙边上，用一导线连接大地，作用是使瓷套表面电导电流不进入泄漏电流表，使泄漏电流表测量更加精确。四、最常见异常分析及处理：1、泄漏电流表为零。可能引起该现象的原因有：表计指示失灵；屏蔽线将电流表短接。处理方法为：2（1）用手轻拍表计看是否卡死，无法恢复时，应添报缺单，修理或更换。（2）用令克棒将屏蔽线与避雷器导电部分相碰之处挑开，既可恢复正常。2、泄漏电流表指示偏大：根据历史数据进行分析，如发现表计打足，应判断避雷器有问题，应立即汇报调度，将避雷器退出运行，请检修检查。3、避雷器瓷套管破裂放电。在工频情况下，避雷器的瓷套管用于保证避雷器必要的绝缘水平，如果瓷套管发生破裂放电，则将成为电力系统的事故隐患。此种情况，应及时停用、更换。4、避雷器内部有放电声。在工频情况下，避雷器内部是没有电流通过的。因此，不应有任何声音。若运行中避雷器内有异常声音，则认为避雷器损坏失去作用，而且可能会引发单相接地。这种情况，应立即汇报调度，将避雷器退出运行，予以调换。五、氧化锌避雷器现场泄漏电流的意义：在现场我们见到的氧化锌避雷器的泄漏电流是全电流I，其主要由阻性电流IR和容性电流IC及外绝缘泄漏电流I0组成，在正常交流电压下，其大小一般为：IR：几十微安；IC：几百微安；主要为容性电流，阻性电流约为10%-20%。1、当氧化锌避雷器受潮时，IR、IC、I0均上升，导致全电流I上升，因此全电流法对避雷器的受潮故障相当灵敏。同时测试也很简单，我们通常通过避雷器上装设的全电流在线检测装置（泄露电流）测试避雷器正常运行时泄漏全电流。2、当氧化锌避雷器出现内部老化或击穿故障的前兆时，其阻性电流IR上升，容性电流IC及外绝缘泄漏电流I0均不变，由于IR通常比容性电流IC小一个数量级，因此现场装设的全电流在线检测装置数值并不会有显著的提高，因此我们一般通过测试直流1mA（U1mA）电压及0.75U1mA下的阻性泄漏电流，对其进行评估，但缺点是要停电进行。3、当氧化锌避雷器出现内部接触不良故障时，其其阻性电流IR下降，同样由于其占全电流的比率很小，现场泄漏电流数值反映不灵敏。4、避雷器带电测试能检测避雷器全电流、能更准确反映MOA运行状况，全电流的变化可以反映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初期老化的反应较灵敏。3六、氧化锌避雷器的型号及其意义1、具体说明Y—表示瓷套式金属氧化物避雷器YH（HY）—表示复合外套金属氧化物避雷器结构特征2、W后的其他字母：表示保护对象：Z：电站型（大多不标）F:用于保护GIS设备和SF6设备R:用于保护电容器组S:用于配电系统X:用于保护线路T:电气化铁路3、使用特征W—表示防污型G—表示高原型TH—表示湿热带地区用举例：YH10W-100/248W标示复合外套金属氧化锌避雷器，无间隙、防污型、电站型。额定电压为100kV、标称放电电流下残压248kV标称放电电流10kA4、避雷器常用参数说明①避雷器额定电压（有效值）（kV）灭弧电压）：施加到避雷器端子间最大允许工频电压有限值。它不等于系统的标称电压。4110kV主变中性点避雷器额定电压一般为72.5kV电力行业标准DL/T620-1997中规定110kv有效接地系统，中性点无间隙金属氧化物的额定电压是0.57Um，其中Um是最高运行线电压，110kV对应的是126kV。110kV系统额定电压一般为100kV（小部分为102、108kV）35kV系统额定电压一般为51kV（极少部分为52.7/54kV）10kV系统额定电压一般为17kV②避雷器持续运行电压：加于避雷器两端允许持续运行的工频电压有效值。一般相当于避雷器额定电压75%-80%110kV系统，额定电压为100kV持续电压为78kV110kV主变中性点系统，额定电压为72kV持续电压为58kV，额定电压为73kV持续电压为59kV额定电压为55kVY1W-55/125持续电压为41kVY1.5W-55/125持续电压为44kV（西瓷）35kV系统，额定电压为51kV持续电压为40.8kV（金冠为41kV)10kV系统，额定电压为17kV大都持续电压为13.8kV（西瓷金冠为13.6kV)③工频参考电压避雷器在工频参考参考电流下测出的峰值除√2。工频参考电压一般见试验报告，应≥避雷器的额定电压值。④直流参考电压避雷器在直流参考电流下的电压，直流参考电流国内一般取1mA。直流1mA参考电压值一般不小于避雷器额定电压的峰值。110kV系统，额定电压为100kV直流1mA参考电压值一般≥145kV5110kV主变中性点系统，对于额定电压为72kV，主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般≥103kV额定电压为73kV，主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般≥105kV额定电压为55kV，Y1W-55/125主变中性点避雷器直流1mA参考电压值一般≥78kVY1.5W-55/125直流1mA参考电压值一般≥85kV（西瓷）35kV系统，额定电压为51kV直流1mA参考电压值一般≥73kV10kV系统，YH5WS-17/50kV，直流1mA参考电压值一般≥25kVYH5W-17/45kV，直流1mA参考电压值一般≥24kV，⑤、避雷器雷电冲击电流下残压雷电冲击残压≤标称放电电压（见避雷器铭牌）YH10W-100/248W雷电冲击残压≤248kV⑥操作冲击电流下残压110kV系统，YH10W-100/260操作冲击电流下残压值一般≤221kV，YH10W-100/248W操作冲击电流下残压值一般≤211kV110kV主变中性点系统，对于YH1.5W-72/186kV，主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般≤174kVYH1.5W-73/145kV主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般≤136kVYH1.5W-55/125kV主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般≤116kVY1W-55/125kV主变中性点避雷器操作冲击电流下残压值一般≤119kV35kV系统，对于YH5W-51/134kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般≤114kV10kV系统，对于YH5WS-17/50kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般≤42.5kVYH5W-17/45kV，避雷器操作冲击电流下残压值一般≤38.35kV6⑦陡波冲击电流下残压110kV系统，YH10W-100/260陡波冲击电流下残压值一般≤291kV110kV系统，YH10W-100/245陡波冲击电流下残压值一般≤285kV对于主变中性点、35kV/110kV无陡波冲击电压⑧标称放电电流避雷器将袭入线路的雷电流限制在20KA或10KA甚至5KA以下，然后再让这些过滤下来的雷电流通过避雷器，这个电流就是避雷器的标称放电电流。标称放电电流用来划分避雷器等级的波形为8/20的雷电冲击电流峰值。按照我国标准规定：避雷器的标称放电电流按不同的电压等级分别为20，10，5，2.5，1.5，1kA（现在很少使用）共6级对于系统标称电压为66～110kV系统标称放电电流一般选5kA，对雷电活动特别强烈地区，重要变电所、进线保护不完善或进线耐雷水平达不到规定时，标称放电电流可选10kA（现在一般选10kA）对变压器中性点一般选用1.5kA（我司有几个变电站选用1W,须安排更换）⑨系统标称电压设备最高电压是指设备所能承受的电压（绝缘强度），系统标称电压指设备所在系统的电压等级吧设备最高电压要大于系统标称电压，一般为系统电压1.2倍对于系统的标称电压为10kV,电气设备的最高电压为12kV，系统的标称电压为66kV,电气设备的最高电压为72.5kV，系统的标称电压为110kV,电气设备的最高电压为126Y10W-100/260Y10W-100/260系统的标称电压为110kVY5WZ-51/134Y5WZ-52/134系统的标称电压为35kVY1W-55/125Y1W-73/176系统的标称电压为66kV(现在有时标110kV)Y5WR-17/45YH5WS-17/50系统的标称电压为10kV⑩0.75倍直流参考电压下泄电流值及方波通流容量0.75倍直流参考电压下泄电流值不应大于50μA，不同厂家差别很大7河南金冠YH10W-100/2482ms方波通流容量1000A西瓷600A，广州华盛600/800YH1.5W-743/1452ms方波通流容量600A西瓷400A5、避雷器其他参数①避雷器的放电电流避雷器动作时通过避雷器的冲击电流。②避雷器的标称放电电流用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的放电电流峰值。③避雷器的操作冲击电流视在波前时间大于30μs而小于100μs、视在半峰值时间约为视在波前时间两倍的冲击电流。避雷器操作冲击电流(30～100μs内)的最大残压，电压波形为250/2500μs时，避雷器操作冲击残压试验电流值见表3。表3操作冲击残压试验电流值避雷等级避雷器使用场合避雷器额定电压(kV，有效值)操作冲击电流值(A，峰值)10电站用避雷器90～216125及5005并联补偿电容器用避雷器5～90125及5005电站用避雷器5～842505电站用避雷器90～108125及5005配电用避雷器5～171001.5变压器中性点用避雷器60～207500河南金冠YH10W-100/248操作冲击电流500AYH1.5W-74/145操作冲击电流500A广州华盛也是500A④避雷器的持续电流在持续运行电压下流过避雷器的电流。对于110kV系统≤300μA注：持续电流由阻性和容性分量组成，可随温度和杂散电容的影响而变化。因此，试品的持续电流可不同于整只避雷器的持续电流。持续电流可用有效值或峰值表示。⑤避雷器的工频参考电流8用于确定避雷器工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值。工频参考电流应足够大，使杂散电容对所测的避雷器和元件(包括设计的均压系统)的参考电压的影响可以忽略，该值由制造厂规定。注：工频参考电流与避雷器的标称放电电流及(或)线路放电等级有关，对单柱避雷器，通常在1～20mA范围内。在工频电流波形因电压极性而不对称情况下，应以较大极性的电流来确定参考电流。⑥避雷器的直流参考电流直流参考电流用于确定避雷器直流参考电压，直流参考电流通常为1～5mA。国内一般取1mA七、运行中110kV及以上MOA阻性电流及全电流的正常值范围序号厂家电压等级（kV）型号阻性电流（A）全电流（A）1抚顺电瓷厂110Y10W1－100/24880－130450－600Y10W1－100/26080－160550－850Y10W1－108/268400－6002西安电瓷厂110Y10W5－100/248100－150500－850Y10W5－100/260100－150530－7003南阳避雷器厂110Y5W－100/26070－130300－550YH10W-100/248220850YH1.5W-73/1451706504广州华盛避雷器实业有限公司110Y