氧化锌避雷器.doc

无间隙金属氧化物避雷器
无间隙金属氧化物避雷器(通常指氧化锌避雷器简称MOA)是目前国际上最先进的过电压保护器,它用于保护电气设备不受大气过电压和操作过电压的损坏。由于MOA与SiC避雷器相比具有保护性能好、能量吸收大、稳定性好等优点,已逐渐取代了SiC避雷器,在我国高压、超高压系统中几乎处于垄断地位,在配电系统中也得到了广泛推广。
一、氧化锌避雷器的结构
无间隙氧化锌避雷器由非线性金属氧化物电阻片串联和(或)并联且无并联或串联放电间隙所组成的避雷器。
1 非线性金属氧化物电阻片(通常称阀片)
是避雷器主要工作元件,由金属氧化物制成。由于它具有非线性伏安特性,在过电压时呈低电阻,从而限制避雷器端子间的电压,而在正常工频电压下呈现高电阻。
2 避雷器内部均压系统
并联于一片或一组电阻片上的均压阻抗,主要是均压电容器,使沿电阻片柱的电压分布均匀。(大部分厂家在110kV及以上采用)
3 避雷器均压环
一种金属部件,通常呈圆环形,用以改善静电场下避雷器的电压分布。(通常在110kV级以上避雷器上安装)
4 避雷器压力释放装置
用于释放避雷器内部压力的装置,并防止外套由于避雷器的故障电流或内部闪洛时间延长而发生爆炸。
5 避雷器脱离器
联结在避雷器与地之间,正常运行时、避雷器动作时脱离器不动作。当避雷器受潮或老化时,泄漏电流达到一定数值,脱离器应有效或永久脱离。
这种避雷器在配网上应用较合适,因为10kV避雷器相对来说产品质量难以控制,挂网运行数量多,定期试验有时跟不上,当避雷器异常时,如脱离器按规定脱离,则设备巡视时较易发现(不带脱离器的避雷器有时坏了不能从外观直观地发现)。
二、氧化锌避雷器的特点
1 优异的保护特性
由于氧化锌电阻片的非线性特性,当避雷器在正常工作电压下,电阻片呈现高阻性,流过避雷的电流仅是微安级,当遭受过电压时,避雷器优异的非线特性发挥了作用,在极短时间内,电阻片呈低阻性,处于导通状态,流过避雷器的电流达数千安培,释放过电压能量,避雷器两端电压小于设备耐受的电压(此电压为避雷器的残压),从而防止了过电压对输变电设备的侵害。
特别是氧化锌电阻片良好的陡波响应特性,对陡波电压无迟延;操作残压低,无放电分散性等优点克服了碳化硅避雷器所固有的因陡波放电迟延引起陡波放电电压高,操作波放电分散性大,致使操作波放电电压高等缺点,从而增大了陡波、雷电波、操作波下的保护裕度,在绝缘配合方面,可以做到陡波、雷电波、操作波下的保护裕度接近一致,对设备提供最佳保护,提高了保护可靠性。
几个概念:
雷电冲击电流:一种8/20波形冲击电流,波前时间T1=7~9us,波尾视在半峰值时间18~22us;
标准操作冲击波形:波前时间TP=250us±20%,半波峰时间T2= 2500us±60%;(TP为波峰时间)
陡波冲击电流:视在波前时间为1us的冲击电流,因设备调整的限制,~。视在波尾半峰值时间不大于20us。
2 吸收能量大
具有吸收操作过电压(空载线路分合闸、空载变压器份闸、线路非对称性故障分闸和震荡解列、投切电容器组、配网系统弧光接地过电压)下长持续时间操作冲击电流的能力。根据系统中性点接地方式不同,此电流峰值视在持续时间在2000~3200us之间,~。
具有耐受各种雷电过电压下的大的冲击电流的能力,20kA、10kA的避雷器大电流冲击耐受能力可达100kA,5kA的可达65kA,。
举例:雷电流强度大于40kA及以上的概率比规程规定的低,绝大部分雷电强度落在20kA及以下,下表为 DL/T 620-1997规定雷电流强度分布与我省实测雷电强度分布
雷电流强度
>100kA
>80kA
>60kA
>40kA
>20kA
DL/T 620-1997规定雷电流强度分布(%)





实测闪电强度分布百分比(%)





所以所选避雷器吸收能力均满足要求。
具有承受方波冲击电流的能力:避雷器雷电过电压和部分操作过电压下动作后,吸收冲击电流能量,但系统电容、电感元件储存的能量仍会继续向避雷器释放,因此根据避雷器类型和使用情况应能承受幅值为50~600A持续时间为2000us的方波冲击电流。
3 运行的稳定性
MOA的寿命主要取决于阻性电流在MOA上产生热量和其本身的散热能力。由于运行电压下泄漏电流为微安级,其阻性分量更小,在100~200uA之间。理论上MOA寿命在40℃下大约为110年,但由于避雷器的制造工艺、运行环境、选型、接地等方面的原因,实际运行寿命大大缩短。