1、應(yīng)用中的問(wèn)題探討

1.1避雷器自身過(guò)電壓防護(hù)問(wèn)題

避雷器是過(guò)電壓保護(hù)電器,，其自身仍存在過(guò)電壓防護(hù)問(wèn)題,。對(duì)于能量有限的過(guò)電壓如雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓，避雷器泄流能起限壓保護(hù)作用,。對(duì)能量是無(wú)限（有補(bǔ)充能源）的過(guò)電壓,，如暫態(tài)過(guò)電壓（工頻過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓的總稱(chēng)），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(guò)電壓，工頻電源能自動(dòng)補(bǔ)充過(guò)電壓能量,，即使避雷器泄流過(guò)電壓幅值不衰減或只弱衰減,，暫態(tài)過(guò)電壓如果進(jìn)入避雷器保護(hù)動(dòng)作區(qū)，勢(shì)必長(zhǎng)時(shí)反復(fù)動(dòng)作直至熱崩潰,，避雷器損壞爆炸,，因此暫態(tài)過(guò)電壓對(duì)避雷器有致命危害。如果已將全部暫態(tài)過(guò)電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)不受其危害的避雷器,，稱(chēng)之為暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng),，反之稱(chēng)暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差。碳化硅避雷器暫態(tài)過(guò)電壓承受能力強(qiáng),，但由于運(yùn)行中動(dòng)作特性穩(wěn)定性差,，常因沖擊放電電壓（保護(hù)動(dòng)作區(qū)起始電壓）值下降，仍可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓危害,。無(wú)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（相電壓）,，而有些暫態(tài)過(guò)電壓值達(dá)2.5～3.5Uxg,，故有暫態(tài)過(guò)電壓承受能差的缺點(diǎn)。對(duì)暫態(tài)過(guò)電壓危害有效防護(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(guò)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*優(yōu)點(diǎn)。

1.2避雷器自身對(duì)電力系統(tǒng)不安全影響

保護(hù)間隙和管型避雷器在間隙擊穿后,，保護(hù)回路再也沒(méi)有限流元件,，保護(hù)動(dòng)作都要造成接地故障或相間短路故障，保護(hù)作用增多電力系統(tǒng)故障率,，影響電力系統(tǒng)的正常,、安全運(yùn)行,。應(yīng)用氧化鋅避雷器，從根本上避免保護(hù)作用產(chǎn)生接地故障或相間短路故障,，且不用自動(dòng)重合閘裝置就能減少線路雷害停電事故,。

1.3避雷器其連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力

有時(shí)高壓電力裝置可能遭受連續(xù)雷電沖擊，連續(xù)雷電沖擊是指兩次雷電入侵波間隔時(shí)間僅數(shù)百μs至數(shù)千μs,，間隔時(shí)間短,。碳化硅避雷器保護(hù)動(dòng)作既泄放雷電流也泄放工頻續(xù)流，切斷續(xù)流時(shí)耗達(dá)10000μs,，一次保護(hù)循環(huán)時(shí)間要遠(yuǎn)大于10000μs才能恢復(fù)到可進(jìn)行再次動(dòng)作能力,，故碳化硅避雷器沒(méi)有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力。氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作只泄放雷電流,，雷電流泄放（小于100μs）完畢,，立即恢復(fù)到可進(jìn)行再次動(dòng)作能力，故氧化鋅避雷器具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力,，這對(duì)于多雷區(qū)或雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)的防雷保護(hù)尤為重要,。

1.4工頻能源的浪費(fèi)

只關(guān)注防雷器件泄放雷電流的限（降）壓保護(hù)作用，輕視或忽視有些器件同時(shí)泄放工頻電流浪費(fèi)能源作用,。保護(hù)間隙或管型避雷器保護(hù)動(dòng)作可能伴隨短路電流（幾kA至幾十kA）對(duì)地放電,，碳化硅避雷器保護(hù)動(dòng)作有工頻續(xù)流（避雷器FS型為50A，F(xiàn)Z型為80A,，F(xiàn)CD型為250A）對(duì)地放電,，而造成能源浪費(fèi)，使用氧化鋅避雷器可*避免保護(hù)作用帶來(lái)的工頻能源浪費(fèi),。

2,、避雷器保護(hù)特性

2.1避雷器的保護(hù)特性參數(shù)

各種型號(hào)的避雷器在同用途同電壓級(jí)時(shí)，其雷電殘壓參數(shù)相同或接近,，這是因?yàn)楦魃a(chǎn)廠都是按國(guó)標(biāo)規(guī)定決定殘壓值的,。有人認(rèn)為既然雷電殘壓值一樣，它們的保護(hù)作用和效果也應(yīng)是一樣的,，隨意選用哪種型號(hào)都可以,。這是一種偏見(jiàn)，因?yàn)槌纂姎垑和?，還有其它保護(hù)參數(shù),，如工頻放電電壓值，沖擊放電電壓值,，是考察避雷器暫態(tài)過(guò)電壓承受能力,，保證其長(zhǎng)期正常運(yùn)行的參數(shù)；又如是否有雷電陡波殘壓值,，是標(biāo)示避雷器防雷保護(hù)功能*的重要參數(shù),。綜合來(lái)看,，只有串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器齊備上述保護(hù)特性參數(shù)，也就是說(shuō)它有齊全的防護(hù)功能,。

2.2避雷器動(dòng)作特性運(yùn)行穩(wěn)定性

碳化硅避雷器保護(hù)動(dòng)作要泄放雷電流和工頻續(xù)流,，動(dòng)作負(fù)載重，經(jīng)計(jì)算每次動(dòng)作泄放雷電流為0.04～0.07C電荷量,，工頻續(xù)流為0.5～2.5C電荷量,，后者與前者相比一般為11～17倍，且其間隙數(shù)量多隙距,，常因動(dòng)作負(fù)載重使部分間隙燒毛燒損,，另外瓷套外殼臟污潮濕也會(huì)影響內(nèi)間隙電容分布，這些都可能使部分間隙失效而降低沖擊放電電壓值,，即動(dòng)作特性穩(wěn)定性差,，可能增加保護(hù)動(dòng)作頻度，或遭受暫態(tài)過(guò)電壓危害,，而加速損壞,。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器保護(hù)動(dòng)作只泄放雷電流而無(wú)續(xù)流，動(dòng)作負(fù)載輕,，間隙不需具有滅弧及切斷續(xù)流能力,，故間隙數(shù)量特少，3～10kV避雷器僅一個(gè)間隙,，35kV避雷器為3個(gè)間隙串聯(lián),，間隙的工頻放電電壓值與碳化硅避雷器相同，符合GB7327規(guī)定,，故間隙隙距大,，動(dòng)作特性可保持長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定。

2.3串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器

碳化硅避雷器因其間隙結(jié)構(gòu)（隙距小,，數(shù)量多）帶來(lái)一些缺點(diǎn)：如沒(méi)有雷電陡波保護(hù)功能,；沒(méi)有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力；動(dòng)作特性穩(wěn)定差可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓危害,；動(dòng)作負(fù)載重壽命短等,。無(wú)間隙氧化鋅避雷器因其拐點(diǎn)電壓較低，有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差,，損壞爆炸率高和壽命短等缺點(diǎn),。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器既有間隙又用ZnO閥片,，其間隙結(jié)構(gòu)不同于碳化硅避雷器,，因其間隙數(shù)量少，當(dāng)過(guò)電壓達(dá)到?jīng)_擊放電電壓時(shí)間隙無(wú)時(shí)延擊穿,，同時(shí)因隙距大動(dòng)作特性穩(wěn)定,，故它可避免碳化硅避雷器間隙帶來(lái)的一切缺點(diǎn),。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態(tài)過(guò)電壓限定在保護(hù)死區(qū)內(nèi)免受其危害，故它可避免無(wú)間隙氧化鋅避雷器因拐點(diǎn)電壓偏低帶來(lái)一切缺點(diǎn),。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器仍有前兩種避雷器保護(hù)性能優(yōu)點(diǎn),，而避免它們的缺點(diǎn)。

2.4避雷器運(yùn)行工況監(jiān)測(cè)

避雷器失效的主要特征是泄漏電流增大,，運(yùn)行中不易發(fā)現(xiàn),，有可能長(zhǎng)時(shí)帶病運(yùn)行，以致擴(kuò)大事故,，故有必要監(jiān)察其運(yùn)行工況,。碳化硅避雷缺乏監(jiān)察手段，靠每年定期普遍測(cè)試篩選淘汰這樣作事倍功半,，還不能隨時(shí)剔除失效品,。氧化鋅避雷器可附帶脫離器，當(dāng)其失效損壞時(shí),，脫離器自動(dòng)動(dòng)作（30mA時(shí)不大于8min）退出運(yùn)行,，以免造成更大損失和事故，提高運(yùn)行安全可靠性,。

3,、避雷器應(yīng)用

3.1避雷器外形尺寸

制造避雷器均按戶(hù)內(nèi)外兩用條件決定其瓷套絕緣強(qiáng)度，其外形尺寸與閥片材料有關(guān),。當(dāng)其用于架空線路或戶(hù)外變配電設(shè)備時(shí),，因其相間距大，避雷器外形尺寸不會(huì)帶來(lái)不良影響,。戶(hù)內(nèi)手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜因其體積尺寸較小,，避雷器外形尺寸大時(shí)會(huì)帶來(lái)不良影響。碳化硅避雷器的SiC閥片其單位通流容量?jī)H為ZnO閥片的1/4,，在相同通流能力（5kA）條件下,，SiC閥片直徑較大，避雷器外徑也大,；在相同額定電壓和殘壓條件下,，碳化硅避雷器高度比氧化鋅避雷器大。尤以35kV級(jí)的更為顯著,。如JYN1－35型手車(chē)柜的112方案,，原用FYZ1－35型無(wú)間隙氧化鋅避雷器，高僅650mm,，裝在柜后部隔室內(nèi)簡(jiǎn)易手車(chē)上,，上部有隔離插頭，因該產(chǎn)品已停產(chǎn),，工程設(shè)計(jì)堅(jiān)持改用FZ3－35型碳化硅避雷器,，高1500mm,，隔室高度不夠，只得將母線室與隔室間隔板取消,，避雷器直接與主母線相聯(lián),，這樣避雷器的測(cè)試或更換必需在整段主母線斷電下進(jìn)行，運(yùn)行維護(hù)困難,，而避雷器外徑較大,，相間空氣凈距不夠，加裝的相間絕緣隔板,，有老化受潮絕緣事故隱患,。氧化鋅避雷器外徑和高度相對(duì)較小，35kV級(jí)還可作成懸掛式,，如Y5CZz－42/110L型串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器,，高度僅640mm。小型化避雷器更有利于手車(chē)柜內(nèi)安裝使用,。

3.2避雷器性能價(jià)格比

無(wú)間隙氧化鋅避雷器的閥片運(yùn)行中長(zhǎng)期承受電網(wǎng)電壓,，工作條件嚴(yán)酷，產(chǎn)品制造時(shí)要對(duì)閥片嚴(yán)格測(cè)試篩選,，合格率低成本高,，故價(jià)格也高；因它有暫態(tài)過(guò)電壓承受能力差的致命弱點(diǎn),，不適于在我國(guó)3～35kV電網(wǎng)中推廣使用,。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器因有間隙，大大改善閥片長(zhǎng)期工作條件,，產(chǎn)品制造時(shí)對(duì)閥片測(cè)試篩選要求相對(duì)低些,，合格率高成本低，價(jià)格也就便宜,，串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器價(jià)格比無(wú)間隙氧化鋅避雷器普遍便宜,，有時(shí)也比碳化硅避雷器（如3～10kV的FZ型）便宜，同時(shí)它對(duì)其它防雷器件都有揚(yáng)長(zhǎng)避短作用,，實(shí)為當(dāng)代*防雷電器,，具有高的性能價(jià)格比，是避雷器更新?lián)Q代的普及和推廣產(chǎn)品,。

3.3避雷器使用壽命問(wèn)題

避雷器使用壽命與許多因素有關(guān),，除制造質(zhì)量，密封失效受潮及其它外界因素外,，避雷器閥片的老化速度是影響壽命的關(guān)鍵因素,。碳化硅避雷器因其動(dòng)作和負(fù)載重，續(xù)流大，動(dòng)作特性穩(wěn)定差,，可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓危害等原因,，加速閥片老化,，壽命不長(zhǎng),，一般7～10年，甚致有僅3～5年的,。無(wú)間隙氧化鋅避雷器的閥片長(zhǎng)期承受電網(wǎng)電壓,，工作條件嚴(yán)酷，拐點(diǎn)電壓低,，動(dòng)作頻度大,，還可能遭受暫態(tài)過(guò)電壓危害，溫度熱損傷等原因,，迅速加快閥片老化,，壽命較短，有的比碳化硅避雷器還短,。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作過(guò)程承受高電壓,，時(shí)間短（100μs內(nèi)），在其它情況下閥片對(duì)于電網(wǎng)電壓,，或處于隔離狀態(tài)（純間隙時(shí)）,，或處于低電位狀態(tài)（復(fù)合間隙電阻分壓），大大改善閥片長(zhǎng)期工作條件,，還可免受暫態(tài)過(guò)電壓危害和溫度熱損傷,，保證閥片溫度不超過(guò)55℃，從而保證避雷器壽命達(dá)20年以上,。