1氧化锌避雷器作业原理
1.1避雷器的效果
避雷器的效果是限制过电压以保护电气设备。避雷器就是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即空隙设备,空隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运转电压下空隙处于隔离绝缘状况,在过电压下空隙被击穿接地,放电降压起到保护线路或设备绝缘的效果。
1.2氧化锌避雷器作业原理
氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进防雷电器。其结构为将若干片ZnO阀片压紧密封在避雷器瓷套内。ZnO阀片具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻非常小,能够泄放大量雷电流,残压很低,在电网运转电压下电阻很大,泄漏电流只要50—150u A,电流很小,可视为无工频续流,这就是能够做成无空隙氧化锌避雷器的原因。它对陡坡和雷电幅值同样有限压效果,防雷保护功能完全是其杰出长处。在我国先生产运用的正是无空隙氧化锌避雷器,运转实践标明,它有损坏爆炸率高,运用寿命短等缺陷。究其原因,暂态过电压承受能力差是其丧命弱点。而串联空隙氧化锌避雷器仍有无空隙氧化锌避雷器的保护功能长处,同时有暂态过电压承受能力强的特色,是一种抱负的扬长避短的产品,结合我国国情可在3—35kV系统串联空隙氧化锌避雷器。
1.3线路氧化锌避雷器防雷的基本原理
雷击杆塔时,一部分雷电流经过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流人大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。雷击杆塔时塔顶电位迅速进步,其电位值为Ut=iRd+Ldi / dt式中i—雷电流;Rd—冲击接地电阻;Ldi / dt—暂态重量。
当塔顶电位ut与导线上的感应电位U1的差值超越绝缘子串50%的放电电压(uso)时,将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut—U1>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um 的影响,则为Ut—U1+Urn>U50。因而.线路的耐雷水平与3个重要因素有关,即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说,线路的50%放电电压是必定的,雷电流强度与地理位置和大气条件相关,不加装避雷器时。进步输电线路耐雷水平往往是选用降低塔体的接地电阻。在山区,降低接地电阻是非常困难的,这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
加装氧化锌避雷器今后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化,一部分雷电流从避雷线传人相临杆塔,一部分经塔体入地,当雷电流超越必定值后,避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线,传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应效果,将分别在导线和避雷线上发生耦合重量。
因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合效果将使导线电位进步,使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子不会发生闪络。因而,线路避雷器具有很好的钳电位效果,这也是线路避雷器进行防雷的显着特色。以往输电线路防雷主要选用降低塔体接地电阻的方法,在平原地带相对较简单,对于山区杆塔,则往往在4个塔脚部位选用较长的辐射地线或打深并加降阻剂。以添加地线与土壤的接触面积降低电阻率,在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时,因接地线过长会有较大的附加电感值,雷电过电压的暂态重量Ldi / dt会加在塔体电位上,使塔顶电位大大进步,更简单造成塔体与绝缘子串的闪络,反而使线路的耐雷水平下降,因为线路避雷器具有钳电位效果。对接地电阻要求不太严格,对山区线路防雷比较简单完成,实践证明加装线路避雷器对防雷效果是非常显着的。
2线路氧化锌避雷器的结构
现在的线路氧化锌避雷器分为无空隙带脱离器结构及带串联空隙结构两种。2.2.1无空隙带脱离器结构氧化锌避雷器
图2为无空隙带脱离器的结构。避雷器通过高压接线夹接在高压线上,下接脱离器,脱离器与地之间用软电缆衔接,避免脱离器受力,中间用接地绝缘子过渡固定,并接监测器。当避雷器产生毛病时,脱离器用来将避雷器与体系脱离,以防体系产生永久性毛病,并给出毛病避雷器的显着指示。正常运转状态下和电站型没有太大差别,受污秽影响较小,在正常运转中长期荷电,修理和监测工作量较大。
2.2带串联空隙结构氧化锌避雷器
分为纯空间空隙和复合绝缘子固定空隙两种,其结构如图3。复合绝缘子固定空隙结构即是把两个环状空隙用一段复合绝缘子固定,并与避雷器本体串联。长处是空隙与避雷器本体构成一个整体,可便利地以任何角度装置在不同杆塔上,维护和替换较为便利。避雷器本体与高压导线用空隙阻隔,正常运转中基本不荷电,阻性电流和功率损耗极小,避雷器电阻片不存在老化问题,有利于延长避雷器的寿数,装置、维护便利。纯空间空隙结构则补偿了无空隙避雷器正常运转中长时间荷电和复合绝缘子固定空隙结构受污秽影响较大的缺点,装置难度较大。


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