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避雷器

人氣:6187次發表時間:2013-04-24

避雷器 又稱:surge arrester,能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不致引起系統接地短路的電器裝置。避雷 器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備并聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣;電壓值正常 后,避雷器又迅速恢復原狀,以保證系統正常供電。


起源

最原始的避雷器是羊角形間隙,出現于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,故稱“避雷器”。20世紀20年代,出現了鋁艾爾盾避雷器,氧化膜艾

爾盾避雷器和丸式艾爾盾避雷器。30年代出現了管式艾爾盾避雷器。50年代出現了碳化硅艾爾盾避雷器。70年代又出現了金屬氧化物艾爾盾避雷器?,F代高壓艾爾盾避雷器,不僅用于限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統操作產生的過電壓。

原理

避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時,避雷器首先放電,并將雷電流經過良導體安全的引入大地,利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下,使電氣設備受到保護。

避雷器

避 雷器按其發展的先后可分為:保護間隙——是最簡單形式的避雷器;管型避雷器——也是一個保護間隙,但它能在放電后自行滅??;閥型避雷器——是將單個放電間 隙分成許多短的串聯間隙,同時增加了非線性電阻,提高了保護性能;磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙,提高了滅弧能力,同時還具有限制內部過電壓能力;氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性(非線性極高,即在大電流時呈低電阻特性,限制了避雷器上的電壓,在正常工頻電壓下呈高電阻特性),具有無間隙、無續流殘壓低等優點,也能限制內部過電壓,被廣泛使用。

分類

避雷器有高壓和低壓避雷器之分,本節介紹的是低壓配電系統中的避雷器(電涌保護器SPD)
1. 電涌保護器的種類名目繁多,在中國的市場上已經超過了上百種,如何對不同品牌、不同型號的避雷器進行分類也許就擺在我們面前。
從組合結構分;現在市場上的避雷器有幾下幾種:
1)間隙類————開放式間隙、密閉式間隙
2)放電管類———開放式放電管密封式放電管
3)壓敏電阻類——單片、多片
4)抑制二極管類
5)壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡單組合、復雜組合
6)碳化硅類
按照其保護性質有可以分為:開路式避雷器、短路式避雷器或開關型、限壓型
按照工作狀態(安裝形式)又可分為:并聯避雷器和串聯式避雷器。
2. 避雷器的結構及特性
2.1.1開放式間隙避雷器
間隙避雷器的工作原理:基于電弧放電技術,當電極間的電壓達到一定程度時,擊穿空氣電弧在電極上進行放電。
優點:放電能力強,通流量大(可以達到100KA)漏電流小
熱穩定性好
缺點:殘壓高,反映時間慢,存在續流
工藝特點:由于金屬電極在放電時承受較大電流,所以容易造成金屬的升華,使放電腔內形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產主要還是集中在國外一些避雷器生產企業,,電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應用:該種結構的避雷器主要應用在電源系統做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災,避雷器動作后(飛出)脫離配電盤等事故。根據型號的不同適合與各種配電制式。
工程安裝時一定要考慮安裝距離,避免引起不必要的損失和事故。
2.1.2密閉式間隙避雷器
現在國內市場有一種多層石墨間隙避雷器,這種避雷器主要利用的是多層間隙連續放電,每層放電間隙相互絕緣,這種疊層技術不僅解決了續流問題而且是逐層放電,無形中增大了產品自身的通流能力。
優點:放電電流大 測試最大50KA(實際測量值)漏電流小
無續流 無電弧外瀉 熱穩定性好
缺點:殘壓高,反映時間慢
工藝特點:石墨為主要材料,產品內采用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題,不存在后續電流問題,最大的特點是沒有電弧的產生,且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應用:該種避雷器應用在各種B、C類場合,與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據型號的不同該種產品適合與各種配電制式。
2.2放電管類避雷器
2.2.1開放式放電管避雷器
開放式放電管避雷器,實質與開放式間隙避雷器是一樣的產品,都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個等級。
優點:體積小 通流能力強(10-15KA) 漏電流小 無電弧噴瀉
缺點:殘壓較高 有續流 產品一致性差(啟動電壓、殘壓)反映時間慢
2.2.2密閉式氣體放電管
密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管,主要是內部充盈了惰性氣體,放電方式是氣體放電,靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結構。外型與上圖相似。
優點:體積?。怏w管可以很?。┩髁看?無電弧
缺點:產品一致性差(啟動電壓、殘壓)有續流殘壓較高
工藝特點:空氣放電管還是屬于開放式產品,在工作時不保證絕對沒有點火花從排壓孔噴出,氣體放電管是密封結構,一般 有2極和3極良種結構形式,一般3極有熱保護裝置(短路裝置),在放電管工作時溫度超過了一定范圍,短路裝置啟動使放電管整體導通。防止溫度過高造成放電 管內氣壓生高器件爆裂。
工程應用:一般空氣放電管現在很少應用,而氣體放電管現在被廣泛的應用在信號防雷器上。型號的不同也有在電源避雷器上使用。
2.3氧化鋅電阻類避雷器
2.3.1單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本最先發明使用。直到現在,單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷 器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點。當電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態,當電壓出現波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現低阻態,將電壓限 制在一定范圍內。
2.3.2多片壓敏電阻避雷器
由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想(一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS),在這種前提下多 片組合壓敏電阻避雷器產生,多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小,不能滿足B級場合的使用。多片壓敏電阻的產生從根本上解決了壓 敏電阻通流量的問題。
優點:通流容量大,殘壓較低,反應時間較快(≤25ns),
無跟隨電流(續流)
缺點:漏電流較大,老化速度快。熱穩定一般
工藝特點:多數采用積木結構。
工程應用:根據結構不同,壓敏電阻避雷器廣泛的應用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應解決的問題是工程中有個別產品存在燃燒現象,所以在產品選型時應注意廠家使用的外殼材料。
2.4抑制二極管類防雷器
抑制二極管類防雷產品主要是網絡等信號避雷產品中大量的應用,主要采用的器件有P*KE(雪崩管)等系列等產品。工作原理是基于PN結反向擊穿保護。
優點:殘壓低 動作精度高 反應時間快無續流 體積小
缺點:通流量小
2.5壓敏電阻/氣體放電管組合類
2.5.1簡單組合避雷器
組合式避雷器典型結構是N-PE結構形式,這種避雷器與單一結構的避雷器相比,綜合了兩種不同產品的優點,而減少了單一器件的缺點。
優點:通流量大 反應時間快
缺點:殘壓相對較高
工程應用:僅在N-PE制式使用的避雷器,適合電壓波動率較大地區使用。
2.5.2復雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發揮各種元器件的優點,在結構上一般使用數量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結構的避雷器一般具有較高的通流能力,且殘壓較低。行業內也稱這種結構的避雷器為一體化避雷器。
優點:通流量大 反映時間快 殘壓低無續流 熱穩定性好
缺點:無聲音報警 無計數器
工藝特點:一體化避雷器的電路結構緊湊,充分發揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點,有結合了氣體放電管具有較高通流能 力的優點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來提高整體避雷器的通流能力,用氣體放電管作為備用放電通道?;谶@種完善的電路結構使避雷器的使用壽命 大大提高。
工程應用:
一體化避雷器根據型號的不同廣泛應用與B、C、D各種安裝環境。由于是一體化設計,所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。(IEC規定B、C、D模塊化避雷器三級間的最短距離在10M以上)
2.6碳化硅避雷器(閥式避雷器)
碳化硅避雷器主要應用于高壓電力防雷,目前仍是電力系統使用率較高的電力防雷產品。



起源

最原始的避雷器是羊角形間隙,出現于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,故稱“避雷器”。20世紀20年代,出現了鋁艾爾盾避雷器,氧化膜艾


爾盾避雷器和丸式艾爾盾避雷器。30年代出現了管式艾爾盾避雷器。50年代出現了碳化硅艾爾盾避雷器。70年代又出現了金屬氧化物艾爾盾避雷器?,F代高壓艾爾盾避雷器,不僅用于限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統操作產生的過電壓。
原理
避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時,避雷器首先放電,并將雷電流經過良導體安全的引入大地,利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下,使電氣設備受到保護。避 雷器按其發展的先后可分為:保護間隙——是最簡單形式的避雷器;管型避雷器——也是一個保護間隙,但它能在放電后自行滅??;閥型避雷器——是將單個放電間 隙分成許多短的串聯間隙,同時增加了非線性電阻,提高了保護性能;磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙,提高了滅弧能力,同時還具有限制內部過電壓能力;氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性(非線性極高,即在大電流時呈低電阻特性,限制了避雷器上的電壓,在正常工頻電壓下呈高電阻特性),具有無間隙、無續流殘壓低等優點,也能限制內部過電壓,被廣泛使用。

分類

避雷器有高壓和低壓避雷器之分,本節介紹的是低壓配電系統中的避雷器(電涌保護器SPD)
1. 電涌保護器的種類名目繁多,在中國的市場上已經超過了上百種,如何對不
同品牌、不同型號的避雷器進行分類也許就擺在我們面前。
從組合結構分;現在市場上的避雷器有幾下幾種:
1)間隙類————開放式間隙、密閉式間隙
2)放電管類———開放式放電管密封式放電管
3)壓敏電阻類——單片、多片
4)抑制二極管類
5)壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡單組合、復雜組合
6)碳化硅類
按照其保護性質有可以分為:開路式避雷器、短路式避雷器或開關型、限壓型
按照工作狀態(安裝形式)又可分為:并聯避雷器和串聯式避雷器。
2. 避雷器的結構及特性
2.1.1開放式間隙避雷器
間隙避雷器的工作原理:基于電弧放電技術,當電極間的電壓達到一定程度時,擊穿空氣電弧在電極上進行放電。
優點:放電能力強,通流量大(可以達到100KA)漏電流小
熱穩定性好
缺點:殘壓高,反映時間慢,存在續流
工藝特點:由于金屬電極在放電時承受較大電流,所以容易造成金屬的升華,使放電腔內形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產主要還是集中在國外一些避雷器生產企業,,電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程應用:該種結構的避雷器主要應用在電源系統做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災,避雷器動作后(飛出)脫離配電盤等事故。根據型號的不同適合與各種配電制式。
工程安裝時一定要考慮安裝距離,避免引起不必要的損失和事故。
2.1.2密閉式間隙避雷器
現在國內市場有一種多層石墨間隙避雷器,這種避雷器主要利用的是多層間隙連續放電,每層放電間隙相互絕緣,這種疊層技術不僅解決了續流問題而且是逐層放電,無形中增大了產品自身的通流能力。
優點:放電電流大 測試最大50KA(實際測量值)漏電流小
無續流 無電弧外瀉 熱穩定性好
缺點:殘壓高,反映時間慢
工藝特點:石墨為主要材料,產品內采用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題,不存在后續電流問題,最大的特點是沒有電弧的產生,且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。
工程應用:該種避雷器應用在各種B、C類場合,與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據型號的不同該種產品適合與各種配電制式。
2.2放電管類避雷器
2.2.1開放式放電管避雷器
開放式放電管避雷器,實質與開放式間隙避雷器是一樣的產品,都屬于空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個等級。
優點:體積小 通流能力強(10-15KA) 漏電流小 無電弧噴瀉
缺點:殘壓較高 有續流 產品一致性差(啟動電壓、殘壓)反映時間慢
2.2.2密閉式氣體放電管
密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管,主要是內部充盈了惰性氣體,放電方式是氣體放電,靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結構。外型與上圖相似。
優點:體積?。怏w管可以很?。┩髁看?無電弧
缺點:產品一致性差(啟動電壓、殘壓)有續流殘壓較高
工藝特點:空氣放電管還是屬于開放式產品,在工作時不保證絕對沒有點火花從排壓孔噴出,氣體放電管是密封結構,一般 有2極和3極良種結構形式,一般3極有熱保護裝置(短路裝置),在放電管工作時溫度超過了一定范圍,短路裝置啟動使放電管整體導通。防止溫度過高造成放電 管內氣壓生高器件爆裂。
工程應用:一般空氣放電管現在很少應用,而氣體放電管現在被廣泛的應用在信號防雷器上。型號的不同也有在電源避雷器上使用。
2.3氧化鋅電阻類避雷器
2.3.1單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本最先發明使用。直到現在,單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷 器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點。當電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態,當電壓出現波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現低阻態,將電壓限 制在一定范圍內。
2.3.2多片壓敏電阻避雷器
由于單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想(一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS),在這種前提下多 片組合壓敏電阻避雷器產生,多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小,不能滿足B級場合的使用。多片壓敏電阻的產生從根本上解決了壓 敏電阻通流量的問題。
優點:通流容量大,殘壓較低,反應時間較快(≤25ns),
無跟隨電流(續流)
缺點:漏電流較大,老化速度快。熱穩定一般
工藝特點:多數采用積木結構。
工程應用:根據結構不同,壓敏電阻避雷器廣泛的應用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應解決的問題是工程中有個別產品存在燃燒現象,所以在產品選型時應注意廠家使用的外殼材料。
2.4抑制二極管類防雷器
抑制二極管類防雷產品主要是網絡等信號避雷產品中大量的應用,主要采用的器件有P*KE(雪崩管)等系列等產品。工作原理是基于PN結反向擊穿保護。
優點:殘壓低 動作精度高 反應時間快無續流 體積小
缺點:通流量小
2.5壓敏電阻/氣體放電管組合類
2.5.1簡單組合避雷器
組合式避雷器典型結構是N-PE結構形式,這種避雷器與單一結構的避雷器相比,綜合了兩種不同產品的優點,而減少了單一器件的缺點。
優點:通流量大 反應時間快
缺點:殘壓相對較高
工程應用:僅在N-PE制式使用的避雷器,適合電壓波動率較大地區使用。
2.5.2復雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發揮各種元器件的優點,在結構上一般使用數量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結構的避雷器一般具有較高的通流能力,且殘壓較低。行業內也稱這種結構的避雷器為一體化避雷器。
優點:通流量大 反映時間快 殘壓低無續流 熱穩定性好
缺點:無聲音報警 無計數器
工藝特點:一體化避雷器的電路結構緊湊,充分發揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點,有結合了氣體放電管具有較高通流能 力的優點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來提高整體避雷器的通流能力,用氣體放電管作為備用放電通道?;谶@種完善的電路結構使避雷器的使用壽命 大大提高。
工程應用:
一體化避雷器根據型號的不同廣泛應用與B、C、D各種安裝環境。由于是一體化設計,所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。(IEC規定B、C、D模塊化避雷器三級間的最短距離在10M以上)
2.6碳化硅避雷器(閥式避雷器)
碳化硅避雷器主要應用于高壓電力防雷,目前仍是電力系統使用率較高的電力防雷產品。
圖片是用于交流電源的浪涌保護器
2.7天饋式避雷器

同軸避雷器

網絡信號無線發射與接口設備防護;工控信號無線發射、接收設備防護;衛星電視接收設備防護;監控信號無線發射、接收設備防護;其它無線通訊設備的防護;其它射頻信號設備的防護上的運用。
2.8視頻信號避雷器
直流監控系統防雷器主要用于電源和信號系統的全方位保護,是一體化多功能電涌保護器。適用于對攝像機的電源、視頻、音頻、云臺控制線路實施浪涌保護,它具有通流量大,限制電壓低,響應速度快,安裝方便等特點,可充分保護最新技術的監控設備。
2.9電源網絡二合一避雷器
適用于監控系統前端網絡攝像機、無線遙控攝像機的電源線和網絡線的雷電浪涌防護。
◆可對工作電壓220V供電網絡攝像機的電源線、網絡線進行一體化、多功能的浪涌防護。
◆對監控攝像機的電源、網絡進行一體化防浪涌設計,有效平衡各線路電位差。
◆能有效防止因電源、網絡線路電位差瞬時增大而造成的設備損壞。
◆采用進口防雷器件,通流量大,殘壓低,響應速度快,使用壽命長。
◆集成化,體積小,接線簡易,安裝方便。

作用

避 雷器的作用是用來保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器 和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓,一般用于配電系統、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發電廠的保護,在 500KV及以下系統主要用于限制大氣過電壓,在超高壓系統中還將用來限制內過電壓或作內過電壓的后備保護。

主要參數

1.標稱電壓Un:
被保護系統的額定電壓相符,在信息技術系統中此參數表明了應該選用的保護器的類型,它標出交流或直流電壓的有效值。
2.額定電壓Uc:
能長久施加在保護器的指定端,而不引起保護器特性變化和激活保護元件的最大電壓有效值。
3.額定放電電流Isn:
給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊10次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。
4.最大放電電流Imax:
給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。
5.電壓保護級別Up:
保護器在下列測試中的最大值:1KV/μs斜率的跳火電壓;額定放電電流的殘壓。
6.響應時間tA:
主要反應在保護器里的特殊保護元件的動作靈敏度、擊穿時間,在一定時間內變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7.數據傳輸速率Vs:
表示在一秒內傳輸多少比特值,單位:bps;是數據傳輸系統中正確選用防雷器的參考值,防雷保護器的數據傳輸速率取決于系統的傳輸方式。
8.插入損耗Ae:
在給定頻率下保護器插入前和插入后的電壓比率。
9.回波損耗Ar:
表示前沿波在保護設備(反射點)被反射的比例,是直接衡量保護設備同系統阻抗是否兼容的參數。
10.最大縱向放電電流:
指每線對地施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。
11.最大橫向放電電流:
指線與線之間施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。
12.在線阻抗:
指在標稱電壓Un下流經保護器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統阻抗”。
13.峰值放電電流:
分兩種:額定放電電流Isn和最大放電電流Imax。
14.漏電流:
指在75或80標稱電壓Un下流經保護器的直流電流。

相關標準

避雷器的常見執行標準(各國要求不一樣):IEC61643-1 、GB18802.1-2002.UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition、GB11032-2010、IEC60099-4.IEEE.C62.11
中國現在避雷系統現在實施的是中華人民共和國建設部2004年3月1日制定的:GB50343—2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》和中華人民共和國建設部2011年10月1號起實施的:GB50057—2010《建筑物設計防雷規范》。
IEC 62305-1-2006
雷電防護
IEC/TR 61400-24-2002
風力渦輪機發電機系統。第24部分:避雷裝置 IEC61400-24
IEC 6****-5-54-2002
接地措施、保護導體和保護跨接線 IEC60364-5-54
IEC 60099
避雷器
GB 15599-1995
石油與石油設施雷電安全規范
GB 50057-2010
建筑物防雷設計規范(附條文說明) (2010版)
GB 50343-2004
建筑物電子信息系統防雷技術規范(附條文說明)
GB/T 19271-2003
雷電電磁脈沖的防護
GB/T 19663-2005
雷電電磁脈沖的防護
GB/T 19663-2005
信息系統雷電防護術語
GB/T 19856-2005
雷電防護
GB/T 21431-2008
建筑物防雷裝置檢測技術規范
GB/T 21714-2008
雷電防護
GB/T 2900.12-2008
電工術語 避雷器、低壓電涌保護器及元件
GB/T 7450-1987
電子設備雷擊保護導則
GJB 5080-2004
軍用通信設施雷電防護設計與使用要求
GJB 1210-1991
接地 搭接和屏蔽設計的實施
GJB 2269-1996
后方彈藥倉庫防雷技術要求

特性

七大特性:
一、氧化鋅避雷器的通流能力大
這主要體現在避雷器具有吸收各種雷電過電壓、工頻暫態過電壓、操作過電壓的能力。川泰生產的氧化鋅避雷器的通流能力完全符合甚至高于國家標準的要求。線路放電等級、能量吸收能力、4/10納秒大電流沖擊耐受、2ms方波通流能力等指標達到了國內領先水平。
二、氧化鋅避雷器的保護特性優異
氧化鋅避雷器是用來保護電力系統中各種電器設備免受過電壓損壞的電器產品,具有良好保護性能。因為氧化鋅閥片的非線 性伏安特性十分優良,使得在正常工作電壓下僅有幾百微安的電流通過,便于設計成無間隙結構,使其具備保護性能好、重量輕、尺寸小的特征。當過電壓侵入時, 流過閥片的電流迅速增大,同時限制了過電壓的幅值,釋放了過電壓的能量,此后氧化鋅閥片又恢復高阻狀態,使電力系統正常工作。
三、氧化鋅避雷器的密封性能良好
避雷器元件采用老化性能好、氣密性好的優質復合外套,采用控制密封圈壓縮量和增涂密封膠等措施,陶瓷外套作為密封材料,確保密封可靠,使避雷器的性能穩定。
四、氧化鋅避雷器的機械性能
主要考慮以下三方面因素:
⑴承受的地震力;
⑵作用于避雷器上的最大風壓力
⑶避雷器的頂端承受導線的最大允許拉力。
五、氧化鋅避雷器的良好的解污穢性能
無間隙氧化鋅避雷器具有較高的耐污穢性能。
目前國家標準規定的爬電比距等級為:
⑴II級 中等污穢地區:爬電比距20mm/kv
⑵III級 重污穢地區:爬電比距25mm/kv
⑶IV級 特重污穢地區:爬電比距31mm/kv
六、氧化鋅避雷器的高運行可靠性
長期運行的可靠性取決于產品的質量,及對產品的選型是否合理。影響它的產品質量主要有以下三方面:
A 避雷器整體結構的合理性;
B 氧化鋅閥片的伏安特性及耐老化特性
C 避雷器的密封性能。
七、工頻耐受能力
由于電力系統中如單相接地、長線電容效應以及甩負荷等各種原因,會引起工頻電壓的升高或產生幅值較高的暫態過電壓,避雷器具有在一定時間內承受一定工頻電壓升高能力。

使用

1. 應安裝在靠近配電變壓器側
金屬氧化物避雷器(MOA) 在正常工作時與配變并聯,上端接線路,下端接地。當線路出現過電壓時,此時的配變將承受過電壓通過避雷器、引線和接地裝置時產生的三部分壓降,稱作殘壓。 在這三部分過電壓中,避雷器上的殘壓與其自身性能有關,其殘壓值是一定的。接地裝置上的殘壓可以通過使接地引下線接至配變外殼,然后再和接地裝置相連的方 式加以消除。對與如何減小引線上的殘壓就成為保護配變的關鍵所在。引線的阻抗與通過的電流頻率有關,頻率越高,導線的電感越強,阻抗越大。從U=IR可 知,要減小引線上的殘壓,就得縮小引線阻抗,而減小引線阻抗的可行方法是縮短MOA距配變的距離,以減小引線阻抗,降低引線壓降,所以避雷器應安裝在距離 配電變壓器近點更合適。
2. 配變低壓側也應安裝
如果配變低壓側沒有安裝MOA, 當高壓側避雷器向大地泄放雷電流時,在接地裝置上就產生壓降,該壓降通過配變外殼同時作用在低壓側繞組的中性點處。因此低壓側繞組中流過的雷電流將使高壓 側繞組按變比感應出很高的電勢(可達1000 kV),該電勢將與高壓側繞組的雷電壓疊加,造成高壓側繞組中性點電位升高,擊穿中性點附近的絕緣。如果低壓側安裝了MOA,當高壓側MOA放電使接地裝 置的電位升高到一定值時,低壓側MOA開始放電,使低壓側繞組出線端與其中性點及外殼的電位差減小,這樣就能消除或減小“反變換”電勢的影響。
3. MOA接地線應接至配變外殼
MOA的接地線應直接與配電變壓器外殼連接,然后外殼再與大地連接。那種將避雷器的接地線直接與大地連接,然后再從接地樁子上另引一根接地線至變壓器外殼的作法是錯誤的。另外,避雷器的接地線要盡可能縮短,以降低殘壓。
4. 嚴格按照規程要求定期檢修試驗
定期對MOA進行絕緣電阻測量和泄露電流測試,一旦發現MOA絕緣電阻明顯降低或被擊穿,應立即更換以保證配變安全健康運行。

運行維護

在 日常運行中,應檢查避雷器的瓷套表面的污染狀況,因為當瓷套表面受到嚴重污染時,將使電壓分布很不均勻。在有并聯分路電阻的避雷器中,當其中一個元件的電 壓分布增大時,通過其并聯電阻中的電流將顯著增大,則可能燒壞并聯電阻而引起故障。此外,也可能影響閥型避雷器的滅弧性能。因此,當避雷器瓷套表面嚴重污 穢時,必須及時清掃。
檢查避雷器的引線及接地引下線,有燒傷痕跡和斷股現象以及放電記錄器是否燒通過這方面的檢查,最容易發現避雷器的隱 形缺陷;檢查避雷器上端引線處密封是否良好,避雷器密封不良會進水受潮易引起事故,因而應檢查瓷套與法蘭連接處的水泥接合縫是否嚴密,對10千伏閥型避雷 器上引線處可加裝防水罩,以免雨水滲入;檢查避雷器與被保護電氣設備之間的電氣距離是否符合要求,避雷器應盡量靠近被保護的電氣設備,避雷器在雷雨后應檢 查記錄器的動作情況;檢查泄漏電流,工頻放電電壓大于或小于標準值時,應進行檢修和試驗;放電記錄器動作次數過多時,應進行檢修;瓷套及水泥接合處有裂 紋;法蘭盤和橡皮墊有脫落時,應進行檢修。
避雷器的絕緣電阻應定期進行檢查。測量時應用2500伏絕緣搖表,側得的數值與以前一次的結果比較,無明顯變化時可 繼續投入運行。絕緣電阻顯著下降時,一般是由密封不良而受潮或火花間隙短路所引起的,當低于合格值時,應作特性試驗;絕緣電阻顯著升高時,一般是由于內部 并聯電阻接觸不良或斷裂以及彈簧松弛和內部元件分離等造成的。
為了能及時發現閥型避雷器內部隱形缺陷,應在每年雷雨季節之前進行一次預防性試驗。

知名品牌

目 前市面上比較常見的避雷器有:Haide海德防雷器,深圳安普迅(ANSUN防雷器),南陽金冠金屬氧化鋅避雷器,LKX雷科星品牌避雷器,地凱防雷避雷 器,中國大陸KBTE科比特避雷器,TOP防雷器、法國Soule避雷器,英國ESP furse避雷器,德國OBO防雷器,金力JLSP產品,DEHN避雷器,美國PANAMAX避雷器,INNOVATIVE避雷器,美國 POLYPHASER天饋避雷器。

SPD選用

1.防雷器中使用的元器件
電源避雷器中的雷電能量吸收,主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。
氧化鋅壓敏電阻是限壓型保護器件,沒有脈沖電壓時呈現高阻狀態,一旦響應脈沖電壓,立即將電壓限制到一定值,其阻抗突變為低阻狀態。與氣體放電管比較,它最大的優點是當它吸收脈沖電壓時因殘壓高于工作電壓,不會造成電源的瞬間短路,也不會產生續流。氧化鋅壓敏電阻的 響應時間比氣體放電管快。氣體放電管的擊穿電壓對脈沖電壓的上升速率十分敏感,電壓上升速率越快,點火電壓越高,響應時間越快。能夠正確選擇壓敏電阻和氣 體放電管這二類元器件,并利用它們各自的優點進行組合的電源避雷器,其整機性能相對較好。電源避雷器中要求氧化鋅壓敏電阻,具有優良的能量耐受特性,而能 量耐受特性主要用額定雷電沖擊電流、最大雷電沖擊電流和能量耐量三大指標來描述,這些特性與氧化鋅壓敏電阻的表面積有關,和元件的散熱條件有關。同一種規 格的壓敏電阻,由于不同廠家的制造工藝、原料配方不同,其能量耐受能力會相差很大。
氣體放電管具有很強的承受大能量沖擊的能力,但在具體使用時,由于氣體放電管在放電時殘壓極低,近似于短路狀態,因 此不能單獨在電源避雷器中使用,氣體放電管的耐流能力與管徑有關,管徑越大,耐流能力越好。氣體放電管的質量問題主要表現為慢性漏氣,長時間使用的可靠性 問題(即遭受多次雷電沖擊后,直流擊穿電壓值發生偏移),光敏效應和離散性較大。雖然近年來國產的氣體放電管有了較大的改進,質量在逐步提高,但整體質量 問題仍然存在,特別是可靠性問題和慢性漏氣問題。因此電源避雷器中選擇進口名牌氣體放電管的產品應作為首選,且氣體放電管的管徑在Ф8㎜以上為好。
電源避雷器中的電容器和熱熔保險絲的選擇也很重要。電源避雷器長期工作在電網中,由于電容器的 質量問題造成電源避雷器整機損壞的事例很多,因此,電容器的耐壓選擇很重要,特別是耐受脈沖高電壓的沖擊能力。相比之下,國外產品好于國內產品,日立公 司,OKAYA公司的電容器質量為上好。電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當雷電流超過電源避雷器最大承受能力時,由于過流作用,可使保險絲斷開,同時由 于過截使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險絲斷開,起到過流和溫度雙重保護作用。由于電源避雷器常態工作條件下,電流非常小,只是在雷電沖擊或脈沖電壓沖 擊時,在瞬態條件下起保護作用,因此與常規熱熔保險絲的使用條件有所區別,所以,電源避雷器中的熱熔保險絲應有獨特性能,即在瞬態條件下的熔斷特性。
2.先進的設計方案
避雷器的 設計方案有了良好的元器件,先進的設計方案是確保電源避雷器質量的必要條件。根據對國內外產品的分析比較,在設計電源避雷器時應充分考慮以下幾個方面問 題。電源避雷器耐雷電電流沖擊等級的合理定位,即電源避雷器額定浪涌電流值和最大浪涌電流值的確定?,F在市場上有些電源避雷器的廠商,為了廣告宣傳和產品 競爭等商業行為,隨意提高耐雷電電流沖擊的等級,這是一種對用戶極不負責的態度。雷擊災害對現代電子設備具有極大的破壞性。某一地區雷電電流的大小,由于 地理環境、氣象條件和電子設備電源接線方式等諸多不確定因素,很難用一個數字量來確定,因此,廠家對電源避雷器的設計應有較大的余量。一般浪涌電流的設計 應是該電源避雷器最大浪涌電流值的一倍,而最大浪涌電流值又應是該電源避雷器額定浪涌電流值的一倍,這樣的設計余量才是對用戶負責的態度。在廠家設計的具 體線路中,應采用多路浪涌電流吸收的冗余式電路結構,即當某一路浪涌電流吸收回路由于某元器件損壞,自動退出電源避雷器的整機電路,不影響整個電源避雷器 的正常工作。由于采用上述的設計余量,即使出現一路、甚至二路吸收回路退出整體電路,也不影響整個電源避雷器的防雷能力。這種冗余設計方案將大大地提高電 源避雷器&l

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