氧化鋅避雷器是具有良好保護性能的避雷器,。利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布墸?；當(dāng)過電壓作用時，電阻急劇下降,，泄放過電壓的能量,，達到保護的效果。這種避雷器和傳統(tǒng)的避雷器的差異是它沒有放電間隙,，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用,。

皖開電力-*HY5-復(fù)合絕緣氧化鋅避雷器

發(fā)展來源

氧化鋅避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成,。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關(guān)電壓（叫壓敏電壓）,，在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當(dāng)于絕緣狀態(tài),，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓）,，壓敏電阻呈低值被擊穿，相當(dāng)于短路狀態(tài),。然而壓敏電阻被擊后，是可以恢復(fù)絕緣狀態(tài)的,；當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后,，它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)。因此,，如在電力線上安裝氧化鋅避雷器后,，當(dāng)雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,，雷電流通過壓敏電阻流入大地,，可以將電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護了電氣設(shè)備的安全,。

主要分類

1.按電壓等級分

氧化鋅避雷器按額定電壓值來分類,，可分為三類；

高壓類,；其指66KV以上等級的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,，大致可劃分為1000kV,、750kV、500kV,、330kV,、220kV、110kV,、66kV七個等級,。

中壓類；其指3kV～66kV（不包括66kV系列的產(chǎn)品）范圍內(nèi)的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,，大致可劃分為3kV,、6kV、10kV,、35KV四個電壓等級,。

低壓類；其指3KV以下（不包括3kV系列的產(chǎn)品）的氧化鋅避雷器系列產(chǎn)品,，大致可劃分為1kV,、0.5kV、0.38kV,、0.22kV四個電壓等級,。

2.按標(biāo)稱放電電流分

氧化鋅避雷器按標(biāo)稱放電電流可劃分為20、10,、5,、2.5、1.5kA五類,。

3.按用途分

氧化鋅避雷器按用途可劃分為系統(tǒng)用線路型,、系統(tǒng)用電站型、系統(tǒng)用配電型,、并聯(lián)補償電容器組保護型,、電氣化鐵道型、電動機及電動機中性點型,、變壓器中性點型七類,。

4.按結(jié)構(gòu)分

氧化鋅避雷器按結(jié)構(gòu)可劃分為兩大類；

瓷外套,；瓷外套氧化鋅避雷器按耐污穢性能分為四個等級,，Ⅰ級為普通型、Ⅱ級為用于中等污穢地區(qū)（爬電比距20mm/KV）,、Ⅲ級為用于重污穢地區(qū)（爬電比距25mm/kV）,、Ⅳ級為用于特重污穢地區(qū)（爬電比距31mm/kV）。

復(fù)合外套；復(fù)合外套氧化鋅避雷器是用復(fù)合硅橡膠材料做外套,，并選用高性能的氧化鋅電阻片,，內(nèi)部采用特殊結(jié)構(gòu)，用*工藝方法裝配而成,，具有硅橡膠材料和氧化鋅電阻片的雙重優(yōu)點,。該系列產(chǎn)品除具有瓷外套氧化鋅避雷器的一切優(yōu)點外，另具有絕緣性能,、高的耐污穢性能,、良好的防爆性能以及體積小、重量輕,、平時不需維護,、不易破損、密封可靠,、耐老化性能優(yōu)良等優(yōu)點,。

5.按結(jié)構(gòu)性能分

氧化鋅避雷器按結(jié)構(gòu)性能可分為；無間隙（W）,、帶串聯(lián)間隙（C）,、帶并聯(lián)間隙（B）三類。

皖開電力-*HY5-復(fù)合絕緣氧化鋅避雷器

注意事項

氧化鋅避雷器均裝設(shè)了在線泄漏電流表,，以此來監(jiān)視避雷器的運行狀況,。在線泄漏電流表反映的 是通過瓷套外絕緣和避雷器閥片的電流和通過避雷器閥片的電流。

（1）避雷器的在線泄漏電流表讀數(shù)異常增大

避雷器內(nèi)部受潮主要是密封不良引起的,。潮氣的來源有：

①在避雷器生產(chǎn)過程中,，安裝環(huán)境濕度超標(biāo)；

②閥片及內(nèi)部零部件烘干不*,，有部分潮氣滯留,；

③裝配時將密封圈漏放、放偏,?；蛟诿芊馊εc瓷套密封封面之間夾有雜物。

④運行一段時期后密封部件損壞造成進潮,。

（2）避雷器的在線泄漏電流表讀數(shù)降低甚至為零。

主要作用

每種避雷器各自有各自的優(yōu)點和特點,，需要針對不同的環(huán)境進行使用,，才能起到良好的絕緣效果。避雷器在額定電壓下,，相當(dāng)于絕緣體,，不會有任何的動作產(chǎn)生。當(dāng)出現(xiàn)危機或者高電壓的情況下,，避雷器就會產(chǎn)生作用,，將電流導(dǎo)入大地,，有效的保護電力設(shè)備。

選型標(biāo)準(zhǔn)

1,、以往只考慮操作過電壓和雷電過電壓水平的避雷器選型及弊端

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,，系統(tǒng)供電端電壓應(yīng)略高于系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓(或額定電壓)Un的K倍，即K=Um/Un(Um是系統(tǒng)zui高電壓),。電氣設(shè)備的絕緣應(yīng)能在Un下長期運行,。220kV及以下系統(tǒng)的K為1.15，330kV及以上系統(tǒng)的K=1.1,。避雷器設(shè)計的初期也遵守上述原則,。

氧化鋅避雷器之前是SiC避雷器。10kV及以下SiC避雷器的滅弧電壓設(shè)計是定在系統(tǒng)zui高運行電壓的1.1倍;35kVSiC避雷器的滅弧電壓等于系統(tǒng)zui高電壓;110kV及以上SiC避雷器的滅弧電壓為系統(tǒng)zui高電壓的80%,。對應(yīng)以上的倍數(shù)分別有110%避雷器,、100%避雷器和80%避雷器。

我國使用氧化鋅避雷器初期,，其額定電壓是以SiC避雷器的滅弧電壓為參考作設(shè)計的,。早期的6kV、10kV和35kV避雷器均遵守上述原則,，如：Y5WR-7.6/26,、Y5WR-12.7/45、Y5WR-41/130,。而zui大長期工頻工作電壓為系統(tǒng)zui高相電壓,，如Y5WR-12.7/45為：

2、保證在單相接地過電壓下運行且電力系統(tǒng)安全情況下的避雷器選型及必要性

從安全運行角度,，避雷器的額定電壓的選擇還應(yīng)遵守如下原則：

①氧化鋅避雷器的額定電壓,，應(yīng)該使它高于其在安裝處可能出現(xiàn)的工頻暫態(tài)電壓。在110kV及以上的中性點接地系統(tǒng)中是可以按上述方法選擇的,。

②在110kV及以下的中性點非直接接地系統(tǒng)中,，電力部門規(guī)程規(guī)定在單相接地情況下允許運行2h，有時甚至在斷續(xù)地產(chǎn)生弧光接地過電壓情況下運行2h以上才能發(fā)現(xiàn)故障,，這類系統(tǒng)的運行特點對氧化鋅避雷器在額定電壓下安全運行10s構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。且氧化鋅避雷器與SiC避雷器結(jié)構(gòu)、設(shè)計不同(后者是有間隙滅弧,，前者沒有間隙或者只有隔流間隙),，使得實踐中氧化鋅避雷器出現(xiàn)熱崩潰甚至嚴(yán)重的爆炸事故。面對這種情況,，許多供電局,、電力設(shè)計院根據(jù)各地的電網(wǎng)條件提出了許多類型的額定電壓值(如14.4kV，14.7kV等)。而在多次國標(biāo)討論稿中動作負載試驗中耐受10s的額定電壓規(guī)定提高至1.2～1.3倍,，使氧化鋅避雷器對中性點非直接接地系統(tǒng)工況的適應(yīng)能力有所提高,。

而由于氧化鋅避雷器的額定電壓選擇過低，使避雷器在單相接地過電壓甚至許多暫態(tài)過電壓下工作出現(xiàn)安全事故,。電力部安全監(jiān)察及生產(chǎn)協(xié)調(diào)司早在1993年10月30日第十七期安全情況通報上就對避雷器提出修改意見,。文中要求對新裝設(shè)的3～66kV電壓等級無間隙氧化鋅避雷器持續(xù)運行電壓(UC)和額定電壓(Ur)按表1所列值選擇，而同時保護性能不能降低,。

(括號內(nèi)數(shù)據(jù)適用于發(fā)電機和變壓器中性點氧化鋅避雷器,，Um為系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓的1.05-1.10倍)

而在通報發(fā)布與新標(biāo)準(zhǔn)修訂的過渡階段，對中性點非接地系統(tǒng)的氧化鋅避雷器額定電壓,、持續(xù)運行電壓的選擇提出了如下設(shè)計規(guī)則：

額定電壓在參考SiC避雷器滅弧電壓設(shè)計基礎(chǔ)上乘以1.2-1.3倍,，持續(xù)運行電壓為系統(tǒng)運行zui高線電壓。這樣各種電壓等級電容器用避雷器的額定電壓數(shù)據(jù)如下：

6kV額定電壓(型號為Y5WR-10/27)：

上述基本數(shù)據(jù)由于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，避雷器廠家及使用單位在設(shè)計制造中會有出入,。

3、貫徹2000年版新標(biāo)準(zhǔn),，安全,、合理地對避雷器進行選型的現(xiàn)實性

在我國2000年新標(biāo)準(zhǔn)中(GB11032-2000)，額定電壓的選擇上述1.2-1.3倍原則得到了認(rèn)可,，但持續(xù)運行電壓的選擇則出現(xiàn)了新規(guī)定：從反映避雷器使用壽命的參數(shù)1.5Un//U1mA作為參考值選擇(設(shè)計)避雷器持續(xù)運行電壓,。以國內(nèi)避雷器的設(shè)計、制造水平,，一般?值為80%,，故持續(xù)運行電壓選擇為額定電壓的0.8倍。這一點我們從伏安曲線的小電流區(qū)上看,，是有根據(jù)的,。

這樣，在實踐中根據(jù)具體條件進行模擬計算或按經(jīng)驗慣例對避雷器進行選型時,，應(yīng)考慮單相接地運行1h的過電壓水平,。但用戶中的技術(shù)協(xié)議甚至電力設(shè)計院圖紙中出現(xiàn)了許多與上述值有細微差別的額定電壓值，我認(rèn)為是不必要的(如10kV中出現(xiàn)16.5kV,、16.7kV等),。理由是實際設(shè)計避雷器過程中，額定電壓值在伏-安曲線中是在小電流區(qū)里面,，均小于U1mAAC值,，追求細微之差在實際避雷器設(shè)計中得不到實現(xiàn);另外從下面論述可知，按照新國標(biāo)要求選擇才能在許可過電壓下安全使用(這是指不接地系統(tǒng)),。

4、按2000年版新標(biāo)準(zhǔn)中非接地系統(tǒng)氧化鋅避雷器選型的科學(xué)性

4.1　額定電壓的選擇應(yīng)按施加到避雷器端子間的zui大允許工頻電壓有效值選擇、設(shè)計,，此時能在所規(guī)定的動作負載試驗中確定的暫態(tài)過電壓下正確地工作,。持續(xù)運行電壓的選擇必須是允許持久地施加于避雷器端子間的有效值。此時工頻放電電壓要足夠高,，以免在被保護設(shè)備的絕緣能耐受不需保護的操作過電壓下動作,，延長使用壽命，且必須考慮到我國現(xiàn)階段制造氧化鋅避雷器的荷電率與殘壓的實際水平,。

4.2凡是工頻電壓升高較嚴(yán)重的處所或是設(shè)備絕緣試驗電壓較高的條件所允許,，就應(yīng)選擇較高的氧化鋅避雷器額定電壓。工頻參考電壓的選擇應(yīng)等于或大于額定電壓,。這兩點在新國標(biāo)要求中都較好地滿足,，下面計算也可發(fā)現(xiàn)是滿足過電壓要求的。國標(biāo)要求,，要保證單相接地運行2h不動作,。zui嚴(yán)重情況是當(dāng)單相接地與甩負荷同時發(fā)生，此時理論計算可能出現(xiàn)的zui大過電壓為1.99倍,，則選取的氧化鋅避雷器容許持續(xù)運行電壓UC(有效值)如下：

國標(biāo)按荷電率為0.8選取額定電壓(即Ur≈1.25 UC),，均滿足要求。如果按躲開概率較高的弧光接地和諧振過電壓,，則額定電壓應(yīng)滿足：

再按?=0.8選擇持續(xù)運行電壓,，也滿足要求。

綜上所述,，避雷器選型問題的主要難點是確定暫時過電壓的范圍問題,，既要保證在較高的操作過電壓及大氣過電壓下安全、可*地動作,，又要保證在暫時過電壓下閥片不動作?，F(xiàn)階段避雷器的選型和設(shè)計必須保證2h單相接地時出現(xiàn)的系統(tǒng)zui高過電壓氧化鋅避雷器不動作，否則氧化鋅避雷器會出現(xiàn)熱崩潰甚至爆炸事故,。故在不接地系統(tǒng)中按照新要求選擇是合適的,。但在經(jīng)消弧線圈接地的電容器裝置中，接地過電壓會低許多,，這時可根據(jù)實際模擬計算選擇較低的額定電壓及持續(xù)運行電壓使氧化鋅避雷器在較低的操作過電壓下動作,，保護電容器裝置，但如果不方便模擬,，也可按不接地系統(tǒng)選擇,，因電容器極對地絕緣已考慮能滿足單相接地2h要求。在小于額定電壓下工作,，避雷器不動作也不會導(dǎo)致過電壓損害電容器裝置,。

總之,，這是由于氧化鋅閥片不帶串聯(lián)間隙直接串聯(lián)，導(dǎo)致氧化鋅避雷器電阻片不能承受甚至超過1.99倍的過電壓,，導(dǎo)致以SiC滅弧電壓作為參考選擇的氧化鋅避雷器額定電壓不能滿足要求,，必然要升高才能保證避雷器安全工作，如沒有實際模擬數(shù)據(jù),，以國家標(biāo)準(zhǔn)精神中體現(xiàn)的推薦值較合適,，因為它滿足了極限要求。

基本特性

氧化鋅避雷器七大特性：

通流能力

這主要體現(xiàn)在避雷器具有吸收各種雷電過電壓,、工頻暫態(tài)過電壓,、操作過電壓的能力。

保護特性

氧化鋅避雷器是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受過電壓損壞的電器產(chǎn)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(yōu)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(shè)計成無間隙結(jié)構(gòu),，使其具備保護性能好、重量輕,、尺寸小的特征,。當(dāng)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(fù)高阻狀態(tài),，使電力系統(tǒng)正常工作,。

密封性能

避雷器元件采用老化性能好、氣密性好的優(yōu)質(zhì)復(fù)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(wěn)定,。

機械性能

主要考慮以下三方面因素：

A承受的地震力；

B作用于避雷器上的zui大風(fēng)壓力,；

C避雷器的頂端承受導(dǎo)線的zui大允許拉力,。

解污穢性能

無間隙氧化鋅避雷器具有較高的耐污穢性能。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的爬電比距等級為：

II級 中等污穢地區(qū)：爬電比距20mm/kv

III級 重污穢地區(qū)：爬電比距25mm/kv

IV級 特重污穢地區(qū)：爬電比距31mm/kv

高運行可靠性

長期運行的可靠性取決于產(chǎn)品的質(zhì)量,，及對產(chǎn)品的選型是否合理,。影響它的產(chǎn)品質(zhì)量主要有以下三方面：

A 避雷器整體結(jié)構(gòu)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,。

工頻耐受能力

由于電力系統(tǒng)中如單相接地,、長線電容效應(yīng)以及甩負荷等各種原因，會引起工頻電壓的升高或產(chǎn)生幅值較高的暫態(tài)過電壓,，避雷器具有在一定時間內(nèi)承受一定工頻電壓升高能力,。

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