第一节 雷电现象及防雷设备

2017-09-09 温州创捷防雷电器有限公司 3
  第 1 页:1、雷电景遇及危险 第 2 页:2、防雷等第的划分 第 3 页:3、接闪器 第 4 页:4、引下线和防雷接地装配 第 5 页:5、避雷器
 
5、避雷器
1.简介
雷电击中送电路线后,行波沿导线撤退,若无适宜保护办法必然进入变电所(站) 或其余用电设备,形成变压器、电压互感器或大型电动机绝缘毁坏,避雷器等于住手行波侵入而配置的。
最重大的保护装配如图 5-16 所示的保护间隙,当路线侵入袭击过电压时,保护间隙是被击穿,从而使被保护物的设备绝缘免受过电压的危害。保护间隙虽然重大,但当间隙被击穿
后,因其熄弧手段低,必须寄托断路器才气割断续流,故只能在无避雷器而且有自动重合装配的条件下给与。
浪涌保护器,防雷器,压敏电阻
图 5-16 用保护间隙保护电气设备
1—变压器;2—保护间隙
避雷器在工频额定电压时,两极间呈绝缘状态而不导通,当产生过电压并达到行径电压时即导通而释放电荷,限定过电压幅值,保护电气设备,如图 5-17所示。
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图 5-17 避雷器的防雷原理图
1—雷电袭击波;2—被限定的过电压;3—避雷器;
4—被保护电气设备;5—路线
2.避雷器的型号示意要领
阀式避雷器及管式避雷器型号示意要领以下:
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例:FS2—0.22TH 为阀式避雷器,供变、配电所 (站)用,方案序号为 2,额定电压为 0.22kV,适用于干冷带。
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例:Y3W —0.25/1.2 为氧化锌避雷器,标称放电电流3kA,无放电间隙,额定电压 0.25kV,放电电流下最大残压值1.2kV。
3.避雷器的分类
避雷器的用途和分类见表 5-1。
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① 又称氧化锌避雷器。
4.经常使用避雷器的重要技术数据
(1) 交流配电用阀式避雷器 重要技术数据见表 5-2。
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① 额定电压指避雷器长久失常任务的工频电压,其值与装配所在电网的额定电压同等。
② 灭弧电压指在担保灭弧 (割断工频续流)的条件下,准许加在避雷器上的最高工频电压。
③ 工频放电电压,阀式避雷器的通断手段有限,一般准许外部过电压的环境不行径,可是,外部过电压能量较大,巨大的阀式避雷器在产生外部过电压时也许会诱发爆炸,为此规定了这个电压数值。
④ 袭击放电电压指 1.5/40μs的标准波预放电,时间为 1.5 ~ 20μs的袭击放电电压。
⑤ 残压指雷电疏通过避雷器时,在其两端的电压降,避雷器残压愈小,阐明阀性电阻片的通流手段愈好。
(2) 经常使用交流电站用阀式避雷器重要技术数据见表 5-3。
(3) 机电用磁吹阀式避雷器重要技术数据见表 5-4。
表 5-3 经常使用交流电站用阀式避雷器重要技术数据 单位:kV
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表 5-4 机电用磁吹阀式避雷器重要技术数据 单位:kV
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(4)交流有勾串间隙配电型金属氧化物避雷器重要技术数据见表 5-5。
(5)经常使用无间隙金属氧化物避雷器重要技术数据见表 5-6。
表 5-5 交流有勾串间隙配电型金属氧化物避雷器重要技术数据
单位:kV
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表 5-6 经常使用无间隙金属氧化物避雷器重要技术数据
单位:kV
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5.避雷器的布局
(1) 管式避雷器 最重大的避雷器是管式避雷器,它的布局如图 5-18所示。避雷器的工频续流借助于内间隙 s1 产生电弧的高温,使产气管 1内的产气材料酿成气体,在管内构成很大压力,起到使气体从环形电极的钳口喷出的纵吹作用,从而使电弧电流过零时燃烧,是以不用割断电路。
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管式避雷器在布局方面存在以下漏洞。
① 管子容易受潮,于是有也许在任务电压下产生沿面闪络,招致避雷器误行径,住手办法是在使历时勾串一个称作外间隙的空气间隙 s2。
② 熄弧上限电流与电弧接触管壁的慎密程度无关。由于避雷器多次行径、材料气化、内径增大、管壁变薄,不能达到铭牌规定的割断数值,内径增至原值的 120% ~ 125% 时便不
能再应用。
③ 熄弧手段受开断电流的影响。续流过小时,产生的气体太少,不能灭弧;续流太大时,又会使管子爆炸决裂,是以管式避雷器燃烧电弧续流的手段有必然的范畴。
由于这些题目,在应用安装管式避雷器时应属意住手管腔积水,住手酷热气体构成相间短路,将无喷火端作为接地端,以使额定电压较低的管式避雷器准许外间隙程度布置等。其它管式避雷器行径后产生截波危及变压器绝缘,变压器在袭击电压波作用下泛起的电容和衔接线的电容,在避雷器放电前充至某一电压 ue,当避雷器放电后,该电容与路线电感经避雷器放电。放电历程一般呈震动性,于是作用至变压器上的电压也许达到 2ue 袭击陡波,称之为截波,危及变压器匝间,甚至相间绝缘。
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图 5-19 FS型阀式
避雷器布局
1—火花间隙;2—弹簧;3—接线端子;4—接地端子;5—阀片;6—安装卡子;7—磁套
为了解除震动所诱发的过电压,可在避雷器放电回路勾串电阻,电阻越大,诱发震动的也许性越小。可是这样一来,雷电电疏通过电阻及间隙又会产生很高的电压,叫做残压。显着,若是残压大于被保护设备的绝缘强度,就会使该设备被击穿毁坏。
由于管式避雷器存在上述漏洞,以是它只用来保护路线的个别绝缘瑕玷和发、变电所(站) 的进线段。该当指出,无续流管式避雷器比纤维管式避雷器性能好,它是利用雷电流在纤维狭缝中产老气体而吹熄袭击电弧的,此时工频短路电流可根本上不流过,以是避雷器的烧损小、寿
命长,可在很大程度上代替纤维管式避雷器。
(2) 阀式避雷器 它是性能较好的一种避雷器,根本元件是装在密封瓷套中的火花间隙和非线性电阻,图5-19所示为 FS型阀式避雷器布局。非线性电阻又称阀片,它是用稀罕碳化硅制成的饼状元件,其颗粒互相接触,但其接触面不大于颗粒表面的 1/10。它的电阻随着通过电流的不同而在很大范畴内变化。当经受工频
电压时,它是一个高值电阻,相通洞开的阀门,使工频电流很难通过;当遭到高频电压袭击时,它又酿成一个低值电阻,相通阀门开启,使袭击电流很容易通过;雷电流畴昔后,工频电
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图 5-20 单个平板型火花间隙
1—上电极;2—云母片;
3—下电极;4—空气间隙
流又使阀性电阻片泛起很高的电阻,相通阀门被洞开,此时,火花间隙迅速阻断电流。单个平板型火花间隙是由两个黄铜电极及一个云母垫圈构成,如图 5-20 所示。巨大阀式避雷器按照额定电压的不同,由数个或数十个单个的火花间隙构成。由于电极间距离小,以是电场对照均匀,从而刷新了间隙的伏秒个性。碳化硅(SiC) 避雷器系列的布局特性见表 5-7。
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金属氧化物避雷器,又称氧化锌避雷器、压敏避雷器,它是以微粒状金属氧化锌晶体为基体,在此间充填氧化铋和其余夹杂物。这类非线性电阻有很好的伏安个性,工频电压下泛起极大的电阻,是以续流很小,不用间隙燃灭工频电流所产生的电弧;压敏电阻的通流容量很大,直径 20mm 的圆型电阻便能够通过 5kA 的袭击电流,以是压敏电阻体积很小。
金属氧化物避雷器与其余型式避雷器比拟,具备通流容量大、残压低、对大气过电压和利用过电压都起保护作用、布局重大、稳定性高、维护轻便、寿命长等益处,但其漏洞是造价高。
6.阀式避雷器的安装
安装阀式避雷器应属意以下几点。
① 安装前应对避雷器举办工频交流耐压试验、直流透露试验及绝缘电阻的测定,达不到标定时,禁绝投入运转。
② 安装前将避雷器向不同的偏向悄然默默摇动,外部应无松动响声。
③ 阀式避雷器的安装,应便于巡视搜索,应垂直安装不得倾斜,引线要衔接安稳,避雷器上接线端子不得受力。
④ 阀式避雷器的瓷套应无裂纹,密封杰出。
⑤ 阀式避雷器安装地位应只管靠拢被保护设备。避雷器与 3 ~ 10kV 变压器的最大电气距离,雷雨季一再运转的单路进线不大于 15m,双路进线不大于 23m,三路进线不大于
27m,若大于上述距离时,应在母线上设阀式避雷器;避雷器对周围物体应摒弃必然距离,带电部分相邻导线或金属构架的距离不得小于 0.35m,底座对地不得小于 2.5m。
⑥ 安装在变压器台上的阀式避雷器,其上端引线(即电源线)最佳接在跌开式熔断器的下端,以便与变压器同时投入或同时加上运转。⑦ 阀门避雷器上、下引线的截面都不得小于规定值,铜线不小于 16mm2,铝线不小于 25mm2,引线不许有讨论,引下线应附杆而下,上、下引线不宜过松或过紧。
⑧ 阀门避雷器接地引下线与被保护设备的金属外壳应稳定地与接地网衔接。路线上单组阀式避雷器,其接地装配的接地电阻不大于 5Ω。
7.避雷器的运转维护与阻拦措置
(1) 阀式避雷器的运转维护 阀式避雷器在失常运转中,应活期巡视搜索、肃清和维护;在雷雨气候后及也许产生利用过电压时,应举办稀罕巡视搜索,担保运转稳定性。搜索内容以下。
① 搜索瓷套管表面有无裂纹、破损及闪络遗址,有无严重腌臜环境。
② 搜索导线及接地引下线有无烧伤遗址和断股景遇。
③ 搜索避雷器上、下端接合部的密封、水泥接合缝、油漆或金属密封能否杰出。
④ 搜索 220kV 避雷器拉线瓷瓶能否安稳。
⑤ 搜索阀式避雷器外部有无异样声响,若有异样响声,蕴含轻微的咝咝声,应视作外部阻拦的前兆。
巡视中发现上述景遇,应断开阀式避雷器(加上运转)举办电气试验和搜索,省得产惹祸务。
(2) 管式避雷器的运转维护 管式避雷器运转中的巡视与搜索内容以下。
① 搜索管身外部有无裂纹、闪络和放电烧伤遗址、绝缘层表面能否杰出。
② 搜索外间隙的电极距离有无变动。
③ 搜索安装地位有无变动、钳口端能否向下垂直或倾斜安装 (与程度夹角不应小于 15°)。
④ 搜索排气孔上包盖的纱布能否无缺。
⑤ 搜索接地引下线有无烧痕、断股景遇。
(3) 管式避雷器的查验
① 搜索管式避雷器若有以下环境之暂且应举办查验:管子漆层有裂纹、发黑和起皱纹时;发现管式避雷器有毁坏时;
避雷器行径 3次以上时;凡夏季没有拆下的管式避雷器在每一年雷雨季投入运转前。
② 运转中的管式避雷器最多每 3 年拆下查验一次,查验名目以下:
·搜索管内能否有污物或昆虫拥塞,发现有题目时,可抽出棒型电极,用特制的探针举办铲除;
·外部间隙的电极有放电烧伤遗址时,应拆下查验,举办磨平或调换电极;
·外部肃追究验后,按表 5-8 要求举办调剂外间隙的距离。
表 5-8 管式避雷器外间隙的距离 单位:mm
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③ 管式避雷器行径后,应丈量距纤维管钳口端以下距离处的内径:110kV 的为 150mm 处;20 ~ 35kV 的为 70mm 处;3~ 10kV 的为 30mm 处。
④ 管式避雷器有以下环境之暂且,应加上运转:绝缘管的纵向裂纹大于其长度的 1/3时;绝缘管有烧伤遗址时;绝缘管终端堵头不安稳或漆层有严重裂纹时。
(4) 阀式避雷器的查验 查验任务应在单调、洁净的环境下举办,元件组合须切合原方案标准和工艺要求,并需属意以下几点。
① 属于以下环境之一的元件,应调换:严重烧伤的电极;严重受潮、膨胀金属的云母垫片;击穿、部分击穿或闪络的阀片;严重受潮的阀片;严重老化龟裂或严重变形、得到弹性的橡胶密封件;瓷套裂碎;非线性并联电阻严重老化、透露电流超过运转规程现定的范畴。
② 阀式避雷器的电阻片应分袂寄放,并摒弃偏向同等,不得将不同避雷器内的阀片混装应用。
③ 不能用巨大橡胶代替能抗臭氧的氯丁橡胶,巨大橡胶在臭氧作用下易老化龟裂。
④ 溃散查验后的避雷器,应举办预防性试验。
(5)阀式避雷器的阻拦措置 如发现阀式避雷器在运转中有异样景遇和阻拦时,应针对细心环境举办措置。
① 发现瓷套有裂纹时,如气候失常,可将阻拦相避雷器加上运转,停电调换合格的避雷器。
② 在雷雨时,因避雷器瓷套裂纹而形成闪络,但未诱发系统永恒性接地,在也许条件下应将阻拦相避雷器停用。
③ 阀式避雷器在运转中溘然爆炸,但尚无形成系统永恒性接地或危及系统恬适运转时,可在雷雨其时,拉开阻拦相的拒却开关,调换合格的避雷器。若已诱发系统永恒性接地时,制止应用拒却开关利用来停用阻拦避雷器。
④ 发现由于避雷器外部有异样音响或瓷套有炸裂诱发系统接地阻拦时,任务人员应住手靠拢,此时可用断路器或给与人工接地转移的要领断开阻拦。
⑤ 运转中阀式避雷器接地引下线有烧熔遗址时,也许是外部阀片毁坏而诱发工频续流增大,应停电使避雷器加上运转,举办电气试验。
⑥ 阀式避雷器在运转中发现瓷套有裂纹,若加上运转又无备品调换时,应按照阻拦环境的严重程度举办措置;若是在此时间内不致威胁恬适运转时,为了住手受潮可将拆下的阀式避雷器在其裂纹处涂漆和环氧树脂,随后安放调换合格的避雷器。
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