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氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準

知識百科

氧化鋅避雷器是國外60年代開始發展起來的過電壓保護的新技術 。 我國從日本引進氧化鋅避雷器的先進技術及生產線，1976年開始進行電力氧化鋅避雷器的研究，于80年代中期達到國際先進水平 。 同煤集團于90年代末期開始將氧化鋅避雷器在全系統中推廣應用，但由于部分設計部1 ]的選型參數不當，運行部門維護經驗不足，由此引發的電網事故時有發生 。 氧化鋅避雷器的選擇應根據系統運行方式不同、保護對象不同而有所區別，其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、可靠地動作，又要保證在暫時過電壓下閥片不動作，因此只有正確地選擇氧化鋅避雷器方能發揮其應有的防雷保護作用 。
1避雷器選型誤區
由于選型人員缺乏防雷知識，對氧化鋅避雷器的選型不夠重視，簡單認為只要安裝了氧化鋅避雷器就有防雷作用，造成氧化鋅避雷器的選型錯誤，使得氧化鋅避雷器在實際運行中根本起不到應有的保護作用 。 根據多年現場經驗，選型錯誤主要表現在以下方面 。
1.1 選型時未考慮環境條件
氧化鋅避雷器選型時應按照使用地區的環境溫度、海拔高度、風速、污穢等級、地震烈度等條件選擇，所以用戶在訂貨時要作具體要求 。
1.2選型時未考慮保護對象
氧化鋅避雷器選型時應按照被保護的對象確定避雷器的類型，保護對象不同，避雷器的型號也不同 。 現以10 kV系統發電機為例加以說明 。 電站型的氧化鋅避雷器與發電機型的氧化鋅避雷器型號與參數都有差別 。 發電機的額定電壓為10.5 kV，一般情況下，發電機出口安裝有避雷器防止雷電過電壓對發電機的侵害 。 應選擇發電機型的氧化鋅避雷器，正確選型為HY5WD- 13.5/31型的避雷器，而電站型的避雷器型號為HY5WZ-17/45 。 兩種10 kV氧化鋅避雷器
【氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準】參數見表1 。

氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準

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從表1可看出:變電站用避雷器比發電機用避雷器額定電壓高出3.5 kV,持續運行電壓高出3.5 kV,直流1 mA參考電壓高出5.4 kV,殘壓高出14 kV 。 而額定電壓為10.5 kV的發電機，出廠沖擊耐壓估算值為34kV(幅值)，所以保護發電機的避雷器相應殘壓等參數要低 。 變電站10 kV變壓器出廠沖擊耐壓值為80kV (幅值)， 相應避雷器殘壓等參數要大 。 因此，兩種避雷器不能互換使用 。 當發電機出口誤裝變電站避雷器、發電機遭受過電壓時，避雷器動作，將過電壓限制在不大于45 kV殘壓下，這比發電機專用避雷器殘壓31kV高出14kV,45kV避雷器殘壓突然加在發電機的絕緣上，可能導致發電機的絕緣擊穿 。
1.3避雷器特性參數選擇錯誤
氧化鋅避雷器最重要的參數有3個 。 一個是氧化鋅避雷器額定電壓、一個是氧化鋅避雷器標稱殘壓、一個是氧化鋅避雷器標稱放電電流 。 下面以HY5WZ-17/45型為例來說明 。
1.3.1 氧化鋅進雷器的額定電壓
指允許加在避雷器兩端間的最大工頻電壓的有效值，是在60C溫度下注人規定能量后能耐受額定電壓10s，隨后在持續運行電壓下耐受30 min，能保持熱穩定，不發生熱擊穿HY5WZ-17/45型號中的17表示額定電壓，可以簡單地將其理解為過電壓有效值達到17 kV左右氧化鋅避雷器就會開始工作 。 這個參數不能過低，否則容易導致氧化鋅避雷器負擔過重燒毀 。 氧化鋅避雷器的主要任務是保
氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準

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以表2為例，選型時若避雷器的額定電壓選擇較高，則其允許的持續運行電壓就高，標稱電流下的殘壓也隨之提高，保護裕度就會減小，對被保護設備的絕緣所受的電應力就會增大 。 如:系統標稱電壓為6kV，選擇HY5WZ-17/45型避雷器，持續運行電壓為13.6kV，標稱電流下的殘壓為45kV,則對被保護設備的絕緣要求很高;反之，若避雷器的額定電壓選擇得較低，則其允許的持續運行電壓就低，標稱電流下的殘壓也隨之降低，保護裕度就會增大，但有可能帶來安全事故 。 如選擇HY5WZ -7.6/27型避雷器，持續運行電壓為4.0kV，標稱電流下的殘壓為27 kV,則對被保護設備的絕緣要求降低，但持續運行電壓4 kV≤1.99x6x1.15/V3 =7.9 kV (按暫時過電壓最嚴重情況，即單相接地與甩負荷同時發生考慮)，所以對避雷器安全運行構成威脅 。 因此，氧化鋅避雷器選型時應根據保護設備類型、系統電壓等級、持續運行電壓、故障切除時間、運行時過電壓幅值等情況，選擇最佳的避雷器額定電壓值，以取得較大的保護裕度 。 根據同煤集團供電系統電壓等級和保護設備的不同情況，筆者給出氧化鋅避雷器額定電壓的選擇建議(見表 3),提供同行參考 。
氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準

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1.3.2 氧化鋅進雷器的標稱踐壓
HY5WZ-17/45型號中的45表示雷電標稱殘壓，可以簡單地將其理解為出現最嚴重雷擊的時候，避雷器至少可以把過電壓峰值限制在45 kV以下 。 這個參數實際上是避雷器最重要的參數,因為整個系統絕緣配合的基礎就在這里(注 意殘壓與被保護設備絕緣水平的配合) 。 我們不斷地說降低殘壓好，就是因為降低了避雷器殘壓，也就等于提高了系統所有高壓電器
的安全裕度 。 但是降低殘壓受到氧化鋅電阻片本身性能的限制，是有底限的 。 有問隙氧化鋅避雷器雖然可以進一步降低殘壓，但是同樣不是無限降低，同樣存在一個底限 。
1.3.3 氧化鋒進雷器標稱放電電流
HY5WZ-17/45型號中的5表示標稱放電電流 。
標稱放電電流是用來劃分避雷器等級的波形8/20μ8的雷電沖擊電流峰值，無間隙氧化鋅避雷器按遠方雷電侵人波的概率統計及變電站的重要性，一般可按表4選擇 。
氧化鋅避雷器的選型及詳細參數標準

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2避雷器的使用管理
闡述氧化鋅避雷器的選型誤區是提醒相關人員在選型時應詳細提供安裝地點的環境條件、被保護的對象等資料，以避免因選型不當而發生事故 。 要在做到正確選型的同時，還應加強相關方面的管理措施 。
①選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產廠，從而保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能，才能提高產品的運行安全可靠性 。
②在氧化鋅避雷器使用前，應該對其有關技術參數進行測量，以確保氧化鋅避雷器安裝質量 。
③氧化鋅避雷器安裝后必須提供良好的接地裝置，使雷電流迅速流向大地 。
④每年雷雨季節來臨前，要及時對氧化鋅避雷器做預防性試驗 。
⑤加強電網諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設動態無功補償和濾波裝置，以使電網的高次諧波值控制在國家標準允許范圍內 。
 
使用單位只要正確選擇氧化鋅避雷器的型號，加強對氧化鋅避雷器的全過程質量管理，實行規范化的設備定期檢修，豐富氧化鋅避雷器的試驗手段，提高運行人員的業務能力等，氧化鋅避雷器才能發揮出優良的保護作用，從而確保氧化鋅避雷器在電網上安全可靠地運行 。