 1. 避雷器應(yīng)用的比較 目前在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的避雷器主要有兩種類型。一類是以串聯(lián)火花間隙與碳化硅閥片為主要元件的傳統(tǒng)閥型避雷器;另一類是以氧化鋅電阻片為主要元件的金屬氧化物避雷器。其主要元件的伏安特性如下圖一二所示。 從圖一可以看到，對于單個間隙而言當(dāng)很大的雷電流流過非線性電阻時(shí)，非線性電阻將呈現(xiàn)很大的電導(dǎo)率，使避雷器上出現(xiàn)的殘壓U0不致過高。當(dāng)雷電流過去后，加在閥片上的電壓是系統(tǒng)電壓Ux時(shí)，非線性電阻的電導(dǎo)率突然下降而將工頻續(xù)流限制到很小的數(shù)值。事實(shí)上閥型避雷器的間隙由數(shù)個或數(shù)十個單間隙組成而形成的一個電容鏈。由于氧化鋅避雷器帶電測試儀電極片對地和對高壓端蓋的部分電容的影響，電壓在各間隙上分布是不均勻的。嚴(yán)重的是這種不均勻非常的不穩(wěn)定，它受瓷套表面情況影響很大，使得避雷器的工頻放電電壓很不穩(wěn)定。雖然可以通過在每個間隙或間隙組上并聯(lián)一個分路電阻來解決，但分路電阻中將長期有電流流過(泄漏電流);且經(jīng)長期運(yùn)行非線性并聯(lián)電阻會逐漸老化，表現(xiàn)為阻值增加，電導(dǎo)電流下降，影響避雷器性能。 從圖二可以看到氧化鋅電阻片在擊穿區(qū)域具有較好的非線性，使得氧化鋅避雷器在正常工作電壓下電阻值很大，泄漏電流很小;在過電壓情況下其電阻值又很小，過電壓****釋放即恢復(fù)到高阻值狀態(tài)，無工頻續(xù)流，所以無間隙氧化鋅避雷器得到了廣泛應(yīng)用。 但是，作為過電壓保護(hù)電器，針對其所釋放的****，其自身仍存在過電壓防護(hù)問題。對于****有限的過電壓(如雷電過電壓和操作過電壓)，避雷器泄流能起限壓保護(hù)作用。對****是無限(有補(bǔ)充能源)的過電壓，如暫態(tài)過電壓(工頻過電壓和諧振過電壓的總稱)，其頻率或?yàn)楣ゎl或?yàn)楣ゎl的整數(shù)倍或分?jǐn)?shù)倍，與工頻電源頻率總有合拍的時(shí)候，如因某些原因而激發(fā)暫態(tài)過電壓，工頻電源能自動補(bǔ)充過電壓****，即使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或只弱衰減，暫態(tài)過電壓如果進(jìn)入避雷器保護(hù)動作區(qū)，勢必長時(shí)反復(fù)動作直至熱崩潰，避雷器損壞爆炸，因此暫態(tài)過電壓對避雷器有致命危害。如果已將全部暫態(tài)過電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)不受其危害的避雷器，稱之為暫態(tài)過電壓承受能力強(qiáng)，反之稱暫態(tài)過電壓承受能力差。碳化硅避雷器暫態(tài)過電壓承受能力強(qiáng)，但由于運(yùn)行中動作特性穩(wěn)定性差，常因沖擊放電電壓(保護(hù)動作氧化鋅避雷器帶電測試儀區(qū)起始電壓)值下降，仍可能遭受暫態(tài)過電壓危害，動作負(fù)載重壽命短。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點(diǎn)電壓(可近似地把參考電壓當(dāng)作拐點(diǎn)電壓)偏低，僅2.21～2.56Uxg(****大相電壓)，而有些暫態(tài)過電壓****大值達(dá)2.5～3.5Uxg，故有暫態(tài)過電壓承受能差，損壞爆炸率高和壽命短等缺點(diǎn)。 對暫態(tài)過電壓危害****防護(hù)辦法是加結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的串聯(lián)間隙將全部暫態(tài)過電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)，使避雷器免受其危害。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器有此獨(dú)具優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)上串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器既有間隙又用氧化鋅閥片，其間隙結(jié)構(gòu)不同于碳化硅避雷器。其間隙數(shù)量少，當(dāng)過電壓達(dá)到?jīng)_擊放電電壓時(shí)，間隙無時(shí)延擊穿，同時(shí)因隙距大動作特性穩(wěn)定，可避免碳化硅避雷器間隙帶來的缺點(diǎn)。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態(tài)過電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)免受其危害，故又可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點(diǎn)電壓偏低帶來的缺點(diǎn)。 2. 串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器試驗(yàn)問題 隨著現(xiàn)代防雷技術(shù)的發(fā)展，在小電流接地系統(tǒng)中交流串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器正逐步在變壓器開關(guān)、母線、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、線路、電容器組等電氣設(shè)備得到應(yīng)用。作為電氣設(shè)備本身，同樣存在著閥片性能、參數(shù)設(shè)計(jì)、絕緣材質(zhì)、裝配不良、密封缺陷等問題;掌握其性能狀況亦顯得十分必要。對于中性點(diǎn)非直接接地的3—63KV電力系統(tǒng)中的氧化鋅避雷器，我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)明確規(guī)定其試驗(yàn)項(xiàng)目為：1.絕緣電阻;2.直流1mA下的電壓U1mA及75%U1mA下的電流。眾所周知，該規(guī)程關(guān)于氧化鋅避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目是源于《交流無間隙金屬氧化物避雷器》(GB11032—89)的規(guī)定要求，是針對交流無間隙氧化鋅避雷器的�！兑�(guī)程》規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目是否適用帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器值得商榷。 《規(guī)程》規(guī)定碳化硅避雷器FS系列的試驗(yàn)項(xiàng)目為1.絕緣電阻;2.工頻放電。FCD系列試驗(yàn)項(xiàng)目為1.絕緣電阻;2.電導(dǎo)電流。結(jié)合無間隙氧化鋅避雷器和有間隙碳化硅避雷器因結(jié)構(gòu)不同而在試驗(yàn)上的不同，我們認(rèn)為目前在小電流接地系統(tǒng)中廣泛使用的帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)為1.絕緣電阻;2.工頻放電。對于一些為了解決電壓分布問題，而在間隙兩側(cè)并聯(lián)電阻的串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器還應(yīng)做電導(dǎo)電流。 本文章由變壓器直流電阻測試儀生產(chǎn)廠家-上海百試電氣科技有限公司為您提供！ 由于采用ZnO閥片，其絕緣電阻測量同無間隙氧化鋅避雷器。測量值決定于閥片外和內(nèi)部絕緣部件和瓷套。測量使用2500V兆歐表，35kV及以下避雷器絕緣電阻值不低于1000MΩ;35kV以上避雷器不低于25000MΩ。 由于存在間隙，直流1mA下的電壓U1mA及75%U1mA下的電流試驗(yàn)項(xiàng)目是不適合有間隙氧化鋅避雷器的。而工頻放電試驗(yàn)是檢驗(yàn)間隙避雷器電氣性能的一個基本項(xiàng)目。雖然由于氧化鋅電阻片具有在低電壓下良好的高阻和限流的特點(diǎn)，可不考慮放電間隙的切斷比;但是，其工頻放電電壓同樣不能過高和過低。過高的工頻放電電壓就會使沖擊放電電壓升高，從而影響避雷器的性能。過低的工頻放電電壓就可能造成在被保護(hù)設(shè)備的絕緣能耐受而不需要保護(hù)的操作過電壓下動作。所以，工頻放電電壓應(yīng)根據(jù)避雷器保護(hù)對象有相應(yīng)的放電電壓范圍。目前，由于《規(guī)程》的相對滯后，很難在有關(guān)規(guī)程中查到相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。所以，預(yù)防性試驗(yàn)應(yīng)參照出廠試驗(yàn)報(bào)告。 現(xiàn)提供目前保護(hù)高壓電動機(jī)常用的TBP系列A、B、C三型串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器工頻放電電壓范圍，供參考。 工頻放電電壓測試數(shù)值標(biāo)準(zhǔn) 額定電壓(kv) 型號 3.156.310.5注意 A型4.9--7.29.8--14.416.3--23.71、此標(biāo)準(zhǔn)為測3次的平均值;2、所測值為出廠值90%--120%視為合格;3、每次升壓應(yīng)均勻，時(shí)間控制在3.5--7S;4、每次間隔不小于10S;5、除TBP內(nèi)部間隙放電，其它任何部位閃絡(luò)視為不合格。6、接線同F(xiàn)S工頻放電試驗(yàn) B型6.6--9.713.2--19.321.9--32.0 C型大電流發(fā)生器7--10.213--20.123.1--33.6 電導(dǎo)電流試驗(yàn)是檢查避雷器內(nèi)部是否受潮，并聯(lián)電阻有無斷裂、老化的一個重要指標(biāo)。其試驗(yàn)接線與FCD系列試驗(yàn)接線一致;要求電導(dǎo)電流不大于50μA。 3. 結(jié)束語 串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器使用了間隙和ZnO閥片，兩者互為保護(hù)。間隙使電荷率為零，解決了ZnO閥片老化問題;間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，ZnO閥片優(yōu)越的性能使其無續(xù)流。保護(hù)設(shè)備的絕緣免受雷電和操作等過電壓的損壞起到良好的作用。優(yōu)越性的逐步體現(xiàn)，使得串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器將被越來越多的使用;其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也將逐步完善和規(guī)范。 |
