氧化锌避雷器参数的选择

现行防雷技术发展到今天,氧化锌避雷器成为公认的最先进的防雷电器, 它具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻很小,可以泄放大量雷电流,残压很低,而在电网运行电压下电阻很大,泄漏电流很小,可视为无工频续流。同时,它对雷电陡波和雷电幅值同样有限压作用,所以在3~35kV系统中被广泛采用。在衡量氧化锌避雷器运行特性的众多参数中,氧化锌避雷器的额定电压是比较重要的一个。同时,它也是在我们在工程设计中比较容易出现问题的一个。这在无间隙金属氧化物额定电压选择时表现得尤为突出。其根源在于,氧化锌避雷器,除各种过电压外,还将长期承受运行电压的作用,而这个因素,经常被忽略。通常,设计者在进行氧化锌避雷器的额定电压选择时:往往比较注重氧化锌避雷器应用场所的电力系统额定电压,, 选用时,就简单的根据产品样本,对应于所应用电力系统的标称电压进行选择(以10kV系统为例,选用氧化锌避雷器额定电压值为12.7kV)。其实,这样选择,对于某些系统来讲,是不正确的,错误选择的后果会造成氧化锌避雷器的热崩溃。

氧化锌避雷器的额定电压是施加到氧化锌避雷器端子间的最大允许工频电压有效值,按照此电压所设计的氧化锌避雷器,能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确的工作。按照国际电工委员会(IEC99— 4)及GB11032— 2000对无间隙金属氧化物避雷器的规定,氧化锌避雷器在60℃温度下,注入标准规定的能量后,必须能耐受相当于额定电压数值的暂时过电压至少lOs,而不发生热崩溃。将氧化锌避雷器预热到60℃并分别经受到大电流或线路放电等级能量负载后,允许施加在氧化锌避雷器上工频电压持续时间及不发生损坏或热崩溃相应工频电压值的数据被称之为氧化锌避雷器工频电压耐受时间特性。氧化锌避雷器可耐受额定电压暂时过电压持续时间为10s,如果暂时过电压持续时间短于10s,耐受暂时过电压的幅值可以提高,反之就可以降f氐暂时过电压的幅值高于或低于

氧化锌避雷器型号

的额定电压,其作用时间可以短于或长于lOs,那么在进行氧化锌避雷器额定电压的选择时,可根据不同的系统运行方式,用氧化锌避雷器工频电压耐受时间特性曲线进行校核。在我们沿用多年的氧化锌避雷器产品制造标准(交流无间隙金属氧化物氧化锌避雷器》GB1 1032— 1989中,有关氧化锌避雷器工频电压耐受时间特性第5.1 1条是这样规定的:“对用于中性点非有效接地系统的额定电压3.8~l2.7kV的电站氧化锌避雷器和配电氧化锌避雷器应在1_3倍额定电压下耐受2h,在额定电压下耐受24h。按照该条款,以中压10kV中性点非有效接地系统系统为例.避雷嚣虚庄13kV的工频电压下耐受2h,按照无间隙金属氧化物避雷器耐受工频电压时间特性, 一般IOs比2h耐受工频电压要高出I5% ~25%。那幺根据定义,氧化锌避雷器的额定电压应为13kV的I.3倍,即为17kV,该结果与IEC对无间隙金属氧化物避雷嚣额定电压的定义是吻合的。但同时我们注意到.该条款的前提是对用于叶I性点非有效接地系统的额定电压3 8~l2 7kV的电站氧化锌避雷器,这显然与我 J的计算结果l7kV相矛盾 这人溉也就是在2000年8月1日开始实施的《交流无间隙金属氧化物氧化锌避雷器 GBI t032—2【)00/IEC60099—4:l991(以下简称《新标准》)中,该条款 再m现的原因在《新标准 第6.I 3条中,指出了氧化锌避雷器工频电压耐受时间特J 对于选择氧化锌避雷器的颥定电压是必要的.却未能详细提醍暂时过电压幅值及持续时间要求。而各个制造厂家给出的氧化锌避雷器I=频电压耐受时间特性是不同的,这就造成选用上的困难。这样,设计者在进行氧化锌避雷器

的选l1]时.必须将压系统的接地方式和运行方式考虑l庄内。对于不同的中压系统接地方式——中性点有效接地系统(直接接地或经低电阻接地)或非有效接地系统(中性点绝缘、经消弧线 或高电阻接地).金属氧化物进雷器额定电压是不同的。原因庄于:对中压系统中性点非有效接地系统,发生一相接地故障时,不立即跳闸,其他两踺垒相对地电压升为线电压,接地故障持续一段时间(可能超过2h).按照无间隙金属氧化物氧化锌避雷器耐受工频电压时间特性,一般10 s比2h耐受工频电压要高山15%~25%,因此中压系统中性点非有设接地系统无间隙金属氧化物避雷器额定电压是中压系统中性点有效接地系统无间隙金属氧化物避雷器额定电压的1.3倍。

由上述可看出.氧化锌避雷器自身的工频电压耐受时间特性及电力系统的接地方式都会影响避雷嚣的额定电压的选择。

BACK PAGE