避雷器教材

第一篇：避雷器教材

避雷器教材

1.1 概述

避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220kV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。

1.2 分类及特点

1.2.1 保护间隙

保护间隙，一般由两个相距一定距离的、敞露于大气的电极构成，将它与被保护设备并联，如下图所示，适当调整电极间的距离(间隙)，使其击穿放电电压低于被保护设备绝缘时的冲击放电电压，并留一定的安全裕度，设备就可得到可靠的保护。

当雷电波入侵时，主间隙先击穿，形成电弧接地。过电压消失后，主间隙中仍有正常工作电压作用下的工频电弧电流(称为工频续流)。对中性点接地系统而言，这种间隙的工频续流就是间隙处的接地短路电流。由于这种间隙的熄弧能力较差，间隙电弧往往不能自行熄灭，将引起断路器跳闸，这是保护间隙的主要缺点，也是其应用受限制的原因。此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界条件的影响。

1.2.2 阀型避雷器 阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙(又称火花间隙)和非线性电阻(又称阀片)串联构成。在正常情况下，火花间隙将带电部分与阀片隔开。当雷电波的幅值超过避雷器的冲击放电电压时，火花间隙被击穿，冲击电流经阀片流入大地，阀片上出现电压降(残压)。只要使避雷器的冲击放电电压和残压低于被保护设备的冲击耐压值，设备就可得到保护，而且残压愈低设备愈安全。

1.2.3 氧化锌避雷器

氧化锌避雷器，实际上也是一种阀型避雷器，其阀片以氧化锌(ZnO)为主要材料，加入少量金属氧化物，在高温下烧结而成。在工作电压下ZnO阀片可看作是绝缘体。氧化锌避雷器型号含义如右图。氧化锌避雷器相比氧化硅避雷器，有如下优点：

(1)无间隙、无续流。在工作电压下，ZnO阀片呈现极大的电阻，续流近似为零，相当于绝缘体，因而工作电压长期作用也不会使阀片烧坏，所以一般不用串联间隙来隔离工作电压。

(2)通流容量大。由于续流能量极少，仅吸收冲击电流能量，故ZnO 避雷器的通流容量较大。

(3)可使电气设备所受过电压降低。在相同雷电流和相同残压下，SiO 避雷器只有在串联间隙击穿放电后才泄放电流，而ZnO避雷器(无串联间隙)在波头上升过程中就有电流流过，这就可降低作用在设备上的过电压。

(4)在绝缘配合方面可以做到陡波、雷电波和操作波的保护裕度接近一致。(5)ZnO避雷器体积小、质量轻、结构简单、运行维护方便。

ZnO避雷器的主要特性常用起始动作电压及压比等表示。起始动作电压又称转折电压，从这一点开始，电流将随电压升高而迅速增加，也即其非线性系数迅速进入0.02~0.05的区域。通常以1mA时的电压作为起始动作电压，其值约为其最大允许工作电压峰值的105%~115%。

压比是指ZnO避雷器通过大电流时的残压与通过1mA电流时的电压之比。例如10kA压比是指通过10kA冲击电流时的残压与通过1mA(直流)时的电压之比。压比越小，意味着通过大电流时的残压越低，则ZnO避雷器的保护性能越好。目前，此值约为1.6~2.0。

第二篇：简述避雷器

简述避雷器伏－秒特性的含义，避雷器与被保护电气设备的伏

－秒特性应如何配合

1、首先明确什么是伏秒特性曲线：

伏秒特性曲线是指在冲击电压波形一定的前提下，绝缘（包括固体介质、液体介质或气体介质的绝缘以及由不同介质构成的组合绝缘）的冲击放电电压与相应的放电时间的关系曲线。

2、再结合图谱来看（方便理解）：

从图中可以看出来，避雷器的伏秒特性比较平坦，绝缘子串的伏秒特性相对来说陡一些，当电压在900kv一下的时候，避雷器能够先与绝缘子串放电，对过电压吸收，从而防止绝缘子闪络，保护设备的绝缘。

变压器和避雷器的伏秒特性是如何配合的?为什么？

1概述

35～60kV变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地，在结构上是全绝缘的。变压器绕组的端部有避雷器加以保护，当三相来波的时候，中性点的电位由于全反射可能会升高到来波电压的两倍左右，这是十分危险的，但是根据实际运行经验，中性点可以不接保护装置而仍然能够安全运行，原因在于：

(1)流过端部的雷电流一般只在2kA以下，故其残压要比预定的5kA时的残压减小20%左右;

(2)大多数的来波是从较远处袭来，陡度较小;

(3)据统计，三相来波的概率很小，只有10%左右，平均15年才有一次。

因此《交流电气设备过电压保护和绝缘配合》(DL/T620—1997)规定，不接地、经消弧线圈接地和公共电阻系统中的变压器中性点，一般不配保护装置。

110～220kV系统属于有效接地系统，其中一部分中性点直接接地，同时为了限制单相接地电流和满足继电保护的需要，一部分变压器的中性点是不直接接地的。这种系统中的变压器分两种情况，其一是中性点全绝缘，此时中性点一般不会加保护措施;其二是中性点半绝缘(新制变压器均是如此)，具体地说，110kV的变压器中性点是35kV的绝缘水平，220kV的变压器中性点则是110kV级的绝缘水平。规程规定有效接地系统中的变压器中性点保护一般应采用间隙保护和避雷器保护相并联的保护方式。

2中性点保护间隙与过电压保护

2.1单相接地过电压

有效接地系统的单相接地时，计算不接地变压器中性点电位时一般是以Xo/X1小于3为界，但是实际上不同地区的电网及变电所的Xo/X1的值相差很大。变压器的中性点处的过电压水平也自然不一样，所以在一般的文章中推荐按照1，15倍的过电压值和Xo/X1=3时取其中的最大值作为最高运行电压Umax，例如在1 10kV系统中最高运行线电压为126kV，中性点的过电压计算公式为：

Uo=Umax×K/(K+2)式中：K——Xo/X1的值;

Xo——零序阻抗;

X1——正序阻抗。

当K=3时Uo=0.6Umax，即单相接地故障时110kV主变压器中性点出现的最高电压稳态值为43.6。

如果系统单相接地时接地变压器侧断路器跳闸，不接地变压器侧断路器拒动，则系统形成局部不接地系统，此时的中性点过电压值更高，其值近似为相电压值，如在110kV变压器中表现的中性点电位的稳态值为73(此时继电保护应动作)。

2.2雷电过电压

在雷雨季节，直接击中变电站或沿线路传到发电厂、变电站的高幅值雷电波造成变压器中性点电位升高，出现较高的雷击过电压，危及电气设备的安全。变压器中性点上出现的最大雷击过电压主要取决于变压器入口处的避雷器残压和变压器的特性。一般雷击过电压计算如下：

Um=n/3(1+r)Us

式中：n——侵入雷电波相数;

r——变压器振荡衰减系数，纠结式绕组取0.5，连续式绕组取O.8;

U5——变压器入口处避雷器上的残压。

以上简单叙述了几种过电压的形式，对变压器绝缘和保护装置的作用，取决于过电压的波形、幅值和持续时间。标准雷电波形并不一定是由雷电引出，例如，当单相接地时，可在非接地相上产生接近于雷电过电压的短波前。

2.3放电间隙的保护作用

采用放电间隙保护的原理是在间隙回路中串入零序电流互感器，利用间隙的放电特性，使其在雷电过电压时放电以保护中性点绝缘。在系统发生故障后，变压器中性点工频电位升高至一定值，零序电流保护动作，切除该不接地变压器，以避免出现中性点接地带故障运行。中性点零序电流保护先以较短的时限切除低压侧的电厂联络线，再以略长的时限跳开变压器各侧的开关。

2.4避雷器的保护作用

无论作为无间隙的氧化锌避雷器还是有间隙的普通阀式避雷器，选择使用的一个共同原则是，使避雷器额定电压不低于避雷器安装点的暂时过电压。JB/T5894-91《交流无间隙金属氧化物避雷器使用导则》指出，中性点有效接地系统中分级绝缘的变压器，当其中性点未接地时，中性点避雷器的额定电压应不低于变压器的最高相电压(并具体提出中性点的标准冲击绝缘水平为1 85kV时，氧化锌避雷器的额定电压为60kV)。

3保护间隙与避雷器伏秒特性的配合 3.1 保护装置伏秒特性配合的基本要求

(1)为了使电气设备得到可靠保护，保护装置应该满足以下基本要求：

保护装置的冲击放电电压Ub(i)应该低于被保护设备的冲击耐压值。以变压器为例，其冲击耐压值通常取其多次截波耐压值Uid，所以Ub(i)应满足下式要求：

Ub(i)

(2)放电间隙应该有平坦的伏秒特性曲线和尽可能高的灭弧能力。图2中曲线1为绝缘的伏秒特性，避雷器和保护间隙要能起到保护作用，其放电间隙的伏秒特性曲线2应始终低于曲线1，并留一定的间隔。显然，放电间隙的伏秒特性越平坦越好，如果伏秒特性很陡，如图3所示，则可能与绝缘的伏秒特性相交，以致在较短放电的时间范围内不能保护设备。同时由于放电的分散性，间隙和被保护设备的伏秒特性实际上处在一个带状的范围内，因此，要求保护设备伏秒特性的上包络线低于被保护设备伏秒特性的下包络线，如图4所示。

3.2保护间隙的放电特性及伏秒特性

均匀电场间隙在稳态电压下的击穿特性：严格说来，均匀场只有一种，即无限大平行板电极间的电场，这在工程中是无法实现的。工程上所使用的平行板电极一般都是采用了消除电极边缘效应的措施(比如将板电极的边缘弯曲成曲率半径比较大的圆弧形，像高压静电电压表的两个电极就是如此处理的)，这时两平行板电极间的距离相对于电极尺寸比较h，就可以将这两个电极间的电场视为均匀场。由于均匀场的两个平行板的形状完全相同，而且平行布置，因而气隙的放电不存在极性效应，而且也不存在电晕现象。一旦气隙放电就会引起整个气隙的击穿，所以其直流、工频交流和冲击放电电压作用下的击穿电压相同，放电的分散性也小，击穿电压与电压作用时间无关。稍不均匀场气隙的击穿特性与均匀场下的击穿特性基本相同。其伏秒特性见图5。

在极不均匀电场中，“棒一棒”间隙和“棒一板”间隙具有典型意义。前者具有完全对称性，后者具有最大的不完全对称性，其他类型的极不均匀电场的气隙击穿特性介于两种典型气隙的击穿特性之间。由实验得出的结论是，不均匀场的放电具有明显的极性效应，而且随着气隙长度的增加，气隙的平均击穿场强明显降低，即存在“饱和”现象。其伏秒特性如图5所示。

由图5中可以看出在岛前的一段时间内均匀电场的击穿特性(也就是在冲击电压下的击穿特性)较陡峭，也就是说在t

其中t1为电压上升时间，to为统计时延，ta为放电发展时间，tb是以上三个参数的和，它是放电所需时间。tb在数值上小于to，所以说间隙在短时间内的放电特性是与放电发展时间有关的，要在这极短的时间内放电，间它的伏秒特性曲线。

3.4 保护间隙与避雷器的伏秒特性配合

(1)对放电间隙的要求：一是对工频来说，从系统运行的要求，当Xo/X1值小于3时，单相接地时放电间隙不应动作，放电电压应大于43.6kV(有效值，峰值电压为61.7kV);当系统形成局部不接地系统，此时的中性点过电压值更高，其值近似为相电压值，如在110kV变压器中表现的中性点电位的稳态值为73kV，单相接地间隙应动作，启动继电保护切除故障，即放电间隙放电电压应小于73kV(有效值，峰值电压为103.2kV);二是间隙在雷电过电压和系统单相接地瞬态过电压下均不应动作。隙的击穿电压是非常大的。

3.3避雷器的放电特性

在目前变压器中性点保护中，选用的主流避雷器的是金属氧化物避雷器MOA。MOA阀片具有优异的非线性伏安特性;它没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展;没有间隙的放电时延，因而有良好的冲击响应特性。无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护;只吸收过电压的能量，而不吸收续流能量，因而动作负载轻。目前110kV使用的避雷器参数(以抚顺海岳电气制造有限公司生产的避雷器为例)。

(2)对避雷器的要求：一是避雷器在工频过电压和操作过电压下不应动作，但在雷电和系统单相接地瞬态过电压下应动作;二是避雷器的放电电压和残压应该小于153kV(变压器绝缘耐操作波强度75.5×√2×1.4=153kV);三是避雷器工频放电电压和灭弧电压应大于73kV(间隙控制电压有效值，峰值为103.2kV)。

(3)放电间隙和避雷器的配合要求(当工频过电压和高频过电压相继出现时，避雷器先动作，然后间隙动作，以保证避雷器的正常工作，这样就没有避雷器爆炸的可能性了)：

一是避雷器的灭弧电压应高于间隙最高工频放电电压，这样避雷器在间隙的保护下不致灭不了弧而爆炸;二是避雷器的冲击放电电压低，保证在高频瞬态过电压下由避雷器动作，避免正常系统运行中发生单相接地故障时放电间隙动作，造成零序电流分量，使间隙零序电流误动作;三是间隙最高工频放电电压应比最低相电压低，从而保证能切除形成不接地系统单相接地等不对称故障;四是正常运行时电力系统Xo/x1值应小于3，当Xo/x1值大于3时，运行系统发生单相接地时，放电间隙应动作。

(4)避雷器的最低放电电压值应大干103.2kV，保护间隙的最低放电电压应大于61.7kV，最高放电电压应小于103.2kV。

t在小于to的时候是避雷器和间隙配合的关键，我们正是利用了间隙放电的放电时延(一般为几十毫秒)和金属氧化物避雷器无放电时延的特性解决了他们之间的配合问题。

4结束语

(1)气体的放电特性随着电场的均匀程度的改变而改变，均匀电场中气体的击穿电压稳定，总体的伏秒特性较平坦，但是在较短的时间内存在放电时延的问题。

(2)金属氧化物避雷器的MOA阀片具有优异的非线性伏安特性;它没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展;没有间隙的放电时延，因而有良好的冲击响应特性。

(3)合理地应用保护间隙和避雷器的伏秒特性配合曲线，并在实验条件下加以校验，使他们能够在各自的规定条件下放电进而发挥各自的作用是很有现实意义的。

变压器中性点保护中避雷器和间隙伏秒特性的配合

(3)放电间隙和避雷器的配合要求(当工频过电压和高频过电压相继出现时，避雷器先动作，然后间隙动作，以保证避雷器的正常工作，这样就没有避雷器爆炸的可能性了)：

一是避雷器的灭弧电压应高于间隙最高工频放电电压，这样避雷器在间隙的保护下不致灭不了弧而爆炸；二是避雷器的冲击放电电压低，保证在高频瞬态过电压下由避雷器动作，避免正常系统运行中发生单相接地故障时放电间隙动作，造成零序电流分量，使间隙零序电流误动作；三是间隙最高工频放电电压应比最低相电压低，从而保证能切除形成不接地系统单相接地等不对称故障；四是正常运行时电力系统Xo／x1值应小于3，当Xo／x1值大于3时，运行系统发生单相接地时，放电间隙应动作。

(4)具体的配合曲线如图8所示。

对曲线的解释如下：

图8中1为避雷器的伏秒特性；2为保护间隙伏秒特性(为了使保护间隙有更好的伏秒特性和较小的放电分散性，间隙保护采用平行板电极，它的伏秒特性在相当长的一段时间内是一条直线)。

由上面的分析知，避雷器的最低放电电压值应大干103.2kV，保护间隙的最低放电电压应大于61.7kV，最高放电电压应小于103.2kV。

t在小于to的时候是避雷器和间隙配合的关键，我们正是利用了间隙放电的放电时延(一般为几十毫秒)和金属氧化物避雷器无放电时延的特性解决了他们之间的配合问题。

4结束语

(1)气体的放电特性随着电场的均匀程度的改变而改变，均匀电场中气体的击穿电压稳定，总体的伏秒特性较平坦，但是在较短的时间内存在放电时延的问题。

(2)金属氧化物避雷器的MOA阀片具有优异的非线性伏安特性；它没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展；没有间隙的放电时延，因而有良好的冲击响应特性。

(3)合理地应用保护间隙和避雷器的伏秒特性配合曲线，并在实验条件下加以校验，使他们能够在各自的规定条件下放电进而发挥各自的作用是很有现实意义的。

变压器中性点保护中避雷器和间隙伏秒特性的配合

[摘要]在我国11 OkV的电力系统中，变压器的中性点是采用非直接接地的运行方式。变压器中 性点保护采用的主要方式是将避雷器和保护间隙并联起来，间隙保护主要作用于工频过电压和 操作过电压，而避雷器则主要动作于雷电过电压。工频过电压相对于雷电过电压的作用时间长 而幅值较小，应用这一特点，提出了保护间隙和避雷器的伏秒特性的配合问题。

[关键词]避雷器 保护间隙 伏秒特性

1概述

35～60kV变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地，在结构上是全绝缘的。变压器绕组的端部 有避雷器加以保护，当三相来波的时候，中性点的电位由于全反射可能会升高到来波电压的两倍 左右，这是十分危险的，但是根据实际运行经验，中性点可以不接保护装置而仍然能够安全运行，原因在于：

(1)流过端部的雷电流一般只在2kA以下，故其残压要比预定的5kA时的残压减小20%左右;

(2)大多数的来波是从较远处袭来，陡度较小;

(3)据统计，三相来波的概率很小，只有10%左右，平均15年才有一次。

因此《交流电气设备过电压保护和绝缘配合》(DL/T620—1997)规定，不接地、经消弧线圈接地 和公共电阻系统中的变压器中性点，一般不配保护装置。

110～220kV系统属于有效接地系统，其中一部分中性点直接接地，同时为了限制单相接地电流 和满足继电保护的需要，一部分变压器的中性点是不直接接地的。这种系统中的变压器分两种 情况，其一是中性点全绝缘，此时中性点一般不会加保护措施;其二是中性点半绝缘(新制变压 器均是如此)，具体地说，110kV的变压器中性点是35kV的绝缘水平，220kV的变压器中性点则 是110kV级的绝缘水平。规程规定有效接地系统中的变压器中性点保护一般应采用间隙保护和 避雷器保护相并联的保护方式。

2中性点保护间隙与过电压保护

2.1单相接地过电压

有效接地系统的单相接地时，计算不接地变压器中性点电位时一般是以Xo/X1小于3为界，但 是实际上不同地区的电网及变电所的Xo/X1的值相差很大。变压器的中性点处的过电压水平也 自然不一样，所以在一般的文章中推荐按照1，15倍的过电压值和Xo/X1=3时取其中的最大值 作为最高运行电压Umax，例如在1 10kV系统中最高运行线电压为126kV，中性点的过电压计 算公式为：

Uo=Umax×K/(K+2)式中：K——Xo/X1的值;

Xo——零序阻抗;

X1——正序阻抗。

当K=3时Uo=0.6Umax，即单相接地故障时110kV主变压器中性点出现的最高电压稳态值为43.6。

如果系统单相接地时接地变压器侧断路器跳闸，不接地变压器侧断路器拒动，则系统形成局部 不接地系统，此时的中性点过电压值更高，其值近似为相电压值，如在110kV变压器中表现的 中性点电位的稳态值为73(此时继电保护应动作)。

2.2雷电过电压

在雷雨季节，直接击中变电站或沿线路传到发电厂、变电站的高幅值雷电波造成变压器中性点 电位升高，出现较高的雷击过电压，危及电气设备的安全。变压器中性点上出现的最大雷击过 电压主要取决于变压器入口处的避雷器残压和变压器的特性。一般雷击过电压计算如下：

Um=n/3(1+r)Us

式中：n——侵入雷电波相数;

r——变压器振荡衰减系数，纠结式绕组取0.5，连续式绕组取O.8;

U5——变压器入口处避雷器上的残压。

以上简单叙述了几种过电压的形式，对变压器绝缘和保护装置的作用，取决于过电压的波形、幅值和持续时间。标准雷电波形并不一定是由雷电引出，例如，当单相接地时，可在非接地相 上产生接近于雷电过电压的短波前。

2.3放电间隙的保护作用

采用放电间隙保护的原理是在间隙回路中串入零序电流互感器，利用间隙的放电特性，使其在 雷电过电压时放电以保护中性点绝缘。在系统发生故障后，变压器中性点工频电位升高至一定 值，零序电流保护动作，切除该不接地变压器，以避免出现中性点接地带故障运行。中性点零 序电流保护先以较短的时限切除低压侧的电厂联络线，再以略长的时限跳开变压器各侧的开关。

2.4避雷器的保护作用

无论作为无间隙的氧化锌避雷器还是有间隙的普通阀式避雷器，选择使用的一个共同原则是，使避雷器额定电压不低于避雷器安装点的暂时过电压。JB/T5894-91《交流无间隙金属氧化物避 雷器使用导则》指出，中性点有效接地系统中分级绝缘的变压器，当其中性点未接地时，中性 点避雷器的额定电压应不低于变压器的最高相电压(并具体提出中性点的标准冲击绝缘水平为 1 85kV时，氧化锌避雷器的额定电压为60kV)。

3保护间隙与避雷器伏秒特性的配合 3.1 保护装置伏秒特性配合的基本要求

(1)为了使电气设备得到可靠保护，保护装置应该满足以下基本要求：

保护装置的冲击放电电压Ub(i)应该低于被保护设备的冲击耐压值。以变压器为例，其冲击耐压 值通常取其多次截波耐压值Uid，所以Ub(i)应满足下式要求：

Ub(i)(2)放电间隙应该有平坦的伏秒特性曲线和尽可能高的灭弧能力。图2中曲线1为绝缘的伏秒特 性，避雷器和保护间隙要能起到保护作用，其放电间隙的伏秒特性曲线2应始终低于曲线1，并 留一定的间隔。显然，放电间隙的伏秒特性越平坦越好，如果伏秒特性很陡，如图3所示，则 可能与绝缘的伏秒特性相交，以致在较短放电的时间范围内不能保护设备。同时由于放电的分 散性，间隙和被保护设备的伏秒特性实际上处在一个带状的范围内，因此，要求保护设备伏秒 特性的上包络线低于被保护设备伏秒特性的下包络线，如图4所示。

3.2保护间隙的放电特性及伏秒特性

均匀电场间隙在稳态电压下的击穿特性：严格说来，均匀场只有一种，即无限大平行板电极间 的电场，这在工程中是无法实现的。工程上所使用的平行板电极一般都是采用了消除电极边缘 效应的措施(比如将板电极的边缘弯曲成曲率半径比较大的圆弧形，像高压静电电压表的两个电 极就是如此处理的)，这时两平行板电极间的距离相对于电极尺寸比较h，就可以将这两个电极 间的电场视为均匀场。由于均匀场的两个平行板的形状完全相同，而且平行布置，因而气隙的 放电不存在极性效应，而且也不存在电晕现象。一旦气隙放电就会引起整个气隙的击穿，所以 其直流、工频交流和冲击放电电压作用下的击穿电压相同，放电的分散性也小，击穿电压与电 压作用时间无关。稍不均匀场气隙的击穿特性与均匀场下的击穿特性基本相同。其伏秒特性见 图5。

在极不均匀电场中，“棒一棒”间隙和“棒一板”间隙具有典型意义。前者具有完全对称性，后者具有最大的不完全对称性，其他类型的极不均匀电场的气隙击穿特性介于两种典型气隙的 击穿特性之间。由实验得出的结论是，不均匀场的放电具有明显的极性效应，而且随着气隙长 度的增加，气隙的平均击穿场强明显降低，即存在“饱和”现象。其伏秒特性如图5所示。由图5中可以看出在岛前的一段时间内均匀电场的击穿特性(也就是在冲击电压下的击穿特性)较陡峭，也就是说在t 其中t1为电压上升时间，to为统计时延，ta为放电发展时间，tb 是以上三个参数的和，它是放电所需时间。tb在数值上小于to，所以说间隙在短时间内的放电 特性是与放电发展时间有关的，要在这极短的时间内放电，间它的伏秒特性曲线。

3.4 保护间隙与避雷器的伏秒特性配合

(1)对放电间隙的要求：一是对工频来说，从系统运行的要求，当Xo/X1值小于3时，单相接 地时放电间隙不应动作，放电电压应大于43.6kV(有效值，峰值电压为61.7kV);当系统形成局 部不接地系统，此时的中性点过电压值更高，其值近似为相电压值，如在110kV变压器中表现 的中性点电位的稳态值为73kV，单相接地间隙应动作，启动继电保护切除故障，即放电间隙放 电电压应小于73kV(有效值，峰值电压为103.2kV);二是间隙在雷电过电压和系统单相接地瞬态 过电压下均不应动作。隙的击穿电压是非常大的。

3.3避雷器的放电特性

在目前变压器中性点保护中，选用的主流避雷器的是金属氧化物避雷器MOA。MOA阀片具有优异 的非线性伏安特性;它没有火花间隙，一旦作用电压开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展;没有间隙的放电时延，因而有良好的冲击响应特性。无续流、动作负载轻、能重复动作实施保护;只吸收过电压的能量，而不吸收续流能量，因而动作负载轻。目前110kV 使用的避雷器参数(以抚顺海岳电气制造有限公司生产的避雷器为例)。

(2)对避雷器的要求：一是避雷器在工频过电压和操作过电压下不应动作，但在雷电和系统单相 接地瞬态过电压下应动作;二是避雷器的放电电压和残压应该小于153kV(变压器绝缘耐操作波强 度75.5×√2×1.4=153kV);三是避雷器工频放电电压和灭弧电压应大于73kV(间隙控制电压有 效值，峰值为103.2kV)。

(3)放电间隙和避雷器的配合要求(当工频过电压和高频过电压相继出现时，避雷器先动作，然 后间隙动作，以保证避雷器的正常工作，这样就没有避雷器爆炸的可能性了)：

一是避雷器的灭弧电压应高于间隙最高工频放电电压，这样避雷器在间隙的保护下不致灭不了 弧而爆炸;二是避雷器的冲击放电电压低，保证在高频瞬态过电压下由避雷器动作，避免正常系 统运行中发生单相接地故障时放电间隙动作，造成零序电流分量，使间隙零序电流误动作;三是 间隙最高工频放电电压应比最低相电压低，从而保证能切除形成不接地系统单相接地等不对称故 障;四是正常运行时电力系统Xo/x1值应小于3，当Xo/x1值大于3时，运行系统发生单相接地 时，放电间隙应动作。

(4)避雷器的最低放电电压值应大干103.2kV，保护间隙的最低放电电压应大于61.7kV，最高放 电电压应小于103.2kV。

t在小于to的时候是避雷器和间隙配合的关键，我们正是利用了间隙放电的放电时延(一般为几 十毫秒)和金属氧化物避雷器无放电时延的特性解决了他们之间的配合问题。

4结束语

(1)气体的放电特性随着电场的均匀程度的改变而改变，均匀电场中气体的击穿电压稳定，总体 的伏秒特性较平坦，但是在较短的时间内存在放电时延的问题。

(2)金属氧化物避雷器的MOA阀片具有优异的非线性伏安特性;它没有火花间隙，一旦作用电压 开始升高，阀片立即开始吸收过电压的能量，抑制过电压的发展;没有间隙的放电时延，因而有 良好的冲击响应特性。

(3)合理地应用保护间隙和避雷器的伏秒特性配合曲线，并在实验条件下加以校验，使他们能够 在各自的规定条件下放电进而发挥各自的作用是很有现实意义的。

第三篇：35KV避雷器（范文）

35KV避雷器

氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保了电器设备的安全。

分类

1.按电压等级分

氧化锌避雷器按额定电压值来分类，可分为三类；

高压类；其指66KV以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为500kV、220kV、110k66kV四个等级等级。

中压类；其指3kV～66kV（不包括66kV系列的产品）范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kV、6kV、10kV、35KV四个电压等级。

低压类；其指3KV以下（不包括3kV系列的产品）的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分1kV、0.5kV、0.38kV、0.22kV四个电压等级。

2.按标称放电电流分

氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、1.5kA五类。

3.按用途分

氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿电器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、变压器中性点型七类。

4.按结构分

氧化锌避雷器按结构可划分为两大类；

瓷外套；瓷外套氧化锌避雷器按耐污秽性能分为四个等级，Ⅰ级为普通型、Ⅱ级为用于中污秽地区（爬电比距20mm/KV）、Ⅲ级为用于重污秽地区（爬电比距25mm/kV）、Ⅳ级为用于重污秽地区（爬电比距31mm/kV）。

复合外套；复合外套氧化锌避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电片，内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成，具有硅橡胶材料和氧化锌电阻片的双重优点该系列产品除具有瓷外套氧化锌避雷器的一切优点外，另具有绝缘性能、高的耐污秽性能、良的防爆性能以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点

5.按结构性能分

氧化锌避雷器按结构性能可分为；无间隙（W）、带串联间隙（C）、带并联间隙（B）三类氧化锌避雷器介绍

YBL-III氧化锌避雷器是我公司系列汉化产品之

一、是全面检测氧化锌避雷器在电力系统行中的各项电气特性的专用仪器。它具有下列优点：

1、液显图文显示，汉化打印，界面直观

自动化程度高，便于现场人员操作和使用。

2、先进的数字信号处理技术，抗干扰性能强，测结果精度高，用户可从液晶显示屏上直接观察信号波形，具有示波器功能。

3、安全可靠，采隔离变压器和高阻分压，从而避免PT二次侧短路。

4、体积小，重量轻，便于携带。以往只考虑操作过电压和雷电过电压水平的避雷器选型及弊端 国家标准规定，系统供端电压应略高于系统的标称电压(或额定电压)Un的K倍，即K=Um/Un(Um是系统最高电压)。电气设备的绝缘应能在Un下长期运行。220kV及以下系统的K为1.15，330kV及以下系统的K=1.避雷器设计的初期也遵守上述原则。氧化锌避雷器之前是SiC避雷器。10kV及以下SiC避雷的灭弧电压设计是定在系统最高运行电压的1.1倍;35kVSiC避雷器的灭弧电压等于系统最高电压;110kV及以上SiC避雷器的灭弧电压为系统最高电压的80%。对应以上的倍数分别有110%避雷器、100%避雷器和80%避雷器。我国使用氧化锌避雷器初期，其额定电压是以SiC避雷器的灭弧电压为参考作设计的。早期的6kV、10kV和35kV避雷器均遵 守上述原则，如：Y5WR-7.6/2Y5WR-12.7/

45、Y5WR-41/130。而最大长期工频工作电压为系统最高相电压，如Y5WR-12.7/45为： 2 保证在单相接地过电压下运行且电力系统安全情况下的避雷器选型及必要性 从安全行角度，避雷器的额定电压的选择还应遵守如下原则： ①氧化锌避雷器的额定电压，应该使高于其在安装处可能出现的工频暂态电压。在110kV及以上的中性点接地系统中是可以按上述法选择的。②在110kV及以下的中性点非直接接地系统中，电力部门规程规定在单相接地情下允许运行2h，有时甚至在断续地产生弧光接地过电压情况下运行2h以上才能发现故障，这系统的运行特点对氧化锌避雷器在额定电压下安全运行10s构成严重威胁。且氧化锌避雷器与SiC避雷器结构、设计不同(后者是有间隙灭弧，前者没有间隙或者只有隔流间隙)，使得实践氧化锌避雷器出现热崩溃甚至严重的爆炸事故。面对这种情况，许多供电局、电力设计院根据地的电网条件提出了许多类型的额定电压值(如14.4kV，14.7kV等)。而在多次国标讨论稿中作负载试验中耐受10s的额定电压规定提高至1.2～1.3倍，使氧化锌避雷器对中性点非直接地系统工况的适应能力有所提高。而由于氧化锌避雷器的额定电压选择过低，使避雷器在单接地过电压甚至许多暂态过电压下工作出现安全事故。电力部安全监察及生产协调司早在199年10月30日第十七期安全情况通报上就对避雷器提出修改意见。文中要求对新装设的3～66电压等级无间隙氧化锌避雷器持续运行电压(UC)和额定电压(Ur)按表1所列值选择，而同时保性能不能降低。(括号内数据适用于发电机和变压器中性点氧化锌避雷器，Um为系统标准电压的1.05-1.10倍)而在通报发布与新标准修订的过渡阶段，对中性点非接地系统的氧化锌避雷额定电压、持续运行电压的选择提出了如下设计规则： 额定电压在参考SiC避雷器灭弧电压计基础上乘以1.2-1.3倍，持续运行电压为系统运行最高线电压。这样各种电压等级电容器用雷器的额定电压数据如下： 6kV额定电压(型号为Y5WR-10/27)： 上述基本数据由于没有统一准，避雷器厂家及使用单位在设计制造中会有出入。3 贯彻2000年版新标准，安全、合理地避雷器进行选型的现实性 在我国2000年新标准中(GB11032-2000)，额定电压的选择上述

1.2-1.3倍原则得到了认可，但持续运行电压的选择则出现了新规定：从反映避雷器使用寿命参数1.5Un//U1mA作为参考值选择(设计)避雷器持续运行电压。以国内避雷器的设计、制造水平一般?值为80%，故持续运行电压选择为额定电压的0.8倍。这一点我们从伏安曲线的小电流区上看，是有根据的。这样，在实践中根据具体条件进行模拟计算或按经验惯例对避雷器进行型时，应考虑单相接地运行1h的过电压水平。但用户中的技术协议甚至电力设计院图纸中出了许多与上述值有细微差别的额定电压值，我认为是不必要的(如10kV中出现16.5kV、16.7k等)。理由是实际设计避雷器过程中，额定电压值在伏-安曲线中是在小电流区里面，均小于U1mAAC值，追求细微之差在实际避雷器设计中得不到实现;另外从下面论述可知，按照新国标求选择才能在许可过电压下安全使用(这是指不接地系统)。4 按2000年版新标准中非接地统氧化锌避雷器选型的科学性 4.1 额定电压的选择应按施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值选择、设计，此时能在所规定的动作负载试验中确定的暂态过电压下正确地工作。

续运行电压的选择必须是允许持久地施加于避雷器端子间的有效值。此时工频放电电压要足够高，以免在被保护设备的绝缘能耐受不需保护的操作过电压下动作，延长使用寿命，且必须考到我国现阶段制造氧化锌避雷器的荷电率与残压的实际水平。4.2凡是工频电压升高较严重的处所或是设备绝缘试验电压较高的条件所允许，就应选择较高的氧化锌避雷器额定电压。工频考电压的选择应等于或大于额定电压。这两点在新国标要求中都较好地满足，下面计算也可发是满足过电压要求的。国标要求，要保证单相接地运行2h不动作。最严重情况是当单相接地甩负荷同时发生，此时理论计算可能出现的最大过电压为1.99倍，则选取的氧化锌避雷器容持续运行电压UC(有效值)如下： 国标按荷电率为0.8选取额定电压(即Ur≈1.25 UC)，均满要求。如果按躲开概率较高的弧光接地和谐振过电压，则额定电压应满足： 再按?=0.8选择持续运行电压，也满足要求。综上所述，避雷器选型问题的主要难点是确定暂时过电压的范围题，既要保证在较高的操作过电压及大气过电压下安全、可*地动作，又要保证在暂时过电压阀片不动作。现阶段避雷器的选型和设计必须保证2h单相接地时出现的系统最高过电压氧化避雷器不动作，否则氧化锌避雷器会出现热崩溃甚至爆炸事故。故在不接地系统中按照新要求择是合适的。但在经消弧线圈接地的电容器装置中，接地过电压会低许多，这时可根据实际模计算选择较低的额定电压及持续运行电压使氧化锌避雷器在较低的操作过电压下动作，保护电器装置，但如果不方便模拟，也可按不接地系统选择，因电容器极对地绝缘已考虑能满足单相地2h要求。在小于额定电压下工作，避雷器不动作也不会导致过电压损害电容器装置。总之这是由于氧化锌阀片不带串联间隙直接串联，导致氧化锌避雷器电阻片不能承受甚至超过1.9倍的过电压，导致以SiC灭弧电压作为参考选择的氧化锌避雷器额定电压不能满足要求，必然升高才能保证避雷器安全工作，如没有实际模拟数据，以国家标准精神中体现的推荐值较合适因为它满足了极限要求

氧化锌避雷器特性

氧化锌避雷器七大特性：

一、避雷器的通流能力

这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。川生产的氧化锌避雷器的通流能力完全符合甚至高于国家标准的要求。线路放电等级、能量吸收力、4/10纳秒大电流冲击耐受、2ms方波通流能力等指标达到了国内领先水平。

二、保护特性优异

氧化锌避雷器是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品，具有良好护性能。因为氧化锌阀片的非线性伏安特性十分优良，使得在正常工作电压下仅有几百微安的流通过，便于设计成无间隙结构，使其具备保护性能好、重量轻、尺寸小的特征。当过电压侵时，流过阀片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放了过电压的能量，此后氧化锌片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。

三、密封性能良好

避雷器元件采用老化性能好、气密性好的优质复合外套，采用控制密封圈压缩量和增涂密胶等措施，陶瓷外套作为密封材料，确保密封可靠，使避雷器的性能稳定。

四、机械性能

主要考虑以下三方面因素： A承受的地震力； B作用于避雷器上的最大风压力； C避雷的顶端承受导线的最大允许拉力。

五、解污秽性能

无间隙氧化锌避雷器具有较高的耐污秽性能。目前国家标准规定的爬电比距等级为： I级 中等污秽地区：爬电比距20mm/kv III级 重污秽地区：爬电比距25mm/kv IV级 特重污秽区：爬电比距31mm/kv

六、高运行可靠性

第四篇：通信接口避雷器

通信接口避雷器考虑的主要因素如下：

· 线路上可能感应的浪涌形式（例如波形、时间参数和最大峰值）；

· 接口电路模拟雷电冲击击穿电压临界指标；

· 保护对象在正常工作状态下的数据信号电平；

· 保护装置在模拟雷电冲击下的残压参数指标；

· 保护装置的耐冲击能力；

· 系统的工作频率；

· 保护对象的接口方式；

· 工作电压。

电源避雷器关键参数： Ⅰ．最大放电电流Imax：

使用8/20μs波冲击避雷器一次，能承受的最大放电电流。可根据当地的雷暴强度Ng（或年均雷暴日Td）以及环境因素作适当选择。

Ⅱ．最大持续耐压Uc（rms）：

指避雷器在此电压值下能连续工作而不影响其作为避雷器的参数。Uc与保护电压Up成非线性正比。

Ⅲ．残压Ur和保护电压Up：

残压Ur：指在额定放电电流In下的残压值。

保护电压Up：保护电压Up与Uc电压和Ur有关，Ur

根据氧化锌压敏电阻特性，当选用的压敏电阻的Uc值高时，其Up和Ur也会相应提高，如在放电电流为10kA（8/20μs）时：

Uc=275V Ur（10kA，8/20μs）≤1200V

Uc=385V Ur（10kA，8/20μs）≤1600V

Uc=440V Ur（10kA，8/20μs）≤1800V 3.电源防雷器的分类： Ⅰ．按放电电流区分：

耐受10/350μs波产品：该波形是模拟直击雷波形，波形能量大，目前有空气间隙型和压敏电阻型产品。如易龙公司的EPP100型。

耐受8/20μs波产品：该波形是模拟感应雷波形，是目前使用较多的波形。常见放电电流参数有100kA，80kA，65kA，40kA，20kA等，使用氧化锌压敏电阻。如易龙公司的EPP100/EPP80/ EPP65/EPP50/EPP40/EPP30/EPP20型。

雷电防护基本原理

雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后里是严重的，雷电防护将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌；地线通道，地电们反击；空间通道，电磁小组的辐射能量。

其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放和均衡。

1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区，是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域：LPZOA区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击，因此各特体都可能导走全部雷电流，本区内电磁场没有衰减。LPZOB区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区电磁场没有衰减。LPZ1区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流往各导体的电流比LPZOB区进一步减少，电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区（LPZ2区等）如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场，就应引入后续防雷区，应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高，预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代雷电防护技术中，防雷区的设置具有重要意义，它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。

2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差，即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器（防雷器）组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位，这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统，可以在极短时间内形成一个等电位区域，这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部，所有导电部件之间不存在显著的电位差。

3.雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防护，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护，由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护，由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。

随着银行系统现代化、信息化建设的不断发展，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。这些大量精密电子设备的使用及联网，使安装在弱电系统中的设备，经受着电源质量不良（如电源谐波放大、开关电磁脉冲）、直击雷、感应雷、工业操作瞬间过电压、零电位飘移等浪涌和过电压的侵袭，造成网络运行中断、甚至设备永久性损坏，由此而带来了巨大的直接经济损失，间接损失更是无法估量。因此，银行系统电子设备雷电过电压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路、设备正常运行必不可缺少的技术环节，是银行系统金融电子化建设及运行管理工作的重要组成部分。

1、雷击损坏原因的分析

银行系统的雷击案例大部分是由感应雷击及地电位反击而引起的。对于室外的入户线路，电源线和信号线均存在遭感应雷击的可能，虽然采取了埋地、穿管屏蔽、接地等措施，但也只能导走大部分雷电流，并不能将芯线上的感应雷电流导走，就是这部分芯线上的感应雷电流造成了设备的损坏。对于内部传输线路，当建筑物本身或附近落雷后，周围会形成强大的磁场，这些强磁场会对各种传输线路形成感应过电压或耦合过电压，从而造成损坏。对本身屏蔽及抗干扰能力较差的设备，强磁场可直接对内部芯片造成干扰甚至损坏。据研究当磁场强度Bm≥0．07×104 T时，无屏蔽的计算机会发生暂时性失效或误动作；当Bm≥2．4×104 T－

－时，计算机元件会发生永久性损坏。而雷电电流周围出现的瞬变电磁场强度往往超过2．4×10－4 T。另外当建筑物本身或附近落雷后，地网电位升高，从而形成“反击”，造成损害。

2、等电位联结措施

等电位联结技术是现代防雷技术的核心内容，现行国标及IEC标准都是围绕此项内容展开的，SPD（电涌保护器）也是一种等电位联结器件。等电位联结技术应采取共用接地系统。等电位连接主要由以下三部分组成：一是建（构）筑物（群）外部的等电位连接措施。即外部与之相连的各建（构）筑物之间的等电位；二是建筑物内部的等电位措施。即建筑物本身的钢筋结构、金属门窗、室内的水管、采暖管、机房的金属屏蔽层、金属隔断、静电地板的金属支架等均应与等电位母排或接地基准平面进行电气联结；三是设备的等电位连接措施。即设备本身的金属外壳直接与等电位母排或接地基准平面进行电气联结，设备的各种传输线路通过SPD与外壳实现等电位连接。另外关于银行信息中心机房内的等电位连接措施应设计为 M 型等电位连接。M型等电位联结一方面可以使各设备工作地线最短，消除高频干扰，满足设备正常工作要求；另一方面又不会出现低频（工频）杂散电流的干扰，尤其是在雷击情况下能使各设备处在真正的等电位状态下而避免损坏。

3、屏蔽措施

IEC/TC-81（国际电工委员会第81防雷小组）的技术定义将系统防雷工作总结为：DBSE技术-即分流（Dividing）、均压（bonding）、屏蔽（Shielding）、接地（Earthing）四项技术加之有效的防护设备的综合。屏蔽措施是系统防雷工程中一项必不可少的工作，是减少雷电电磁干扰的基本措施。屏蔽措施主要有以下三点：一是建筑物本身的屏蔽措施。即法拉第笼式的金属屏蔽结构，必要时应对机房增加屏蔽措施，如加装高密度铜网和高密度钢网，并做好门、窗的屏蔽措施；二是传输线路的屏蔽措施。即各种传输线，包括外部传输线路和内部传输线路，均应穿金属管进行布线，即使机房内静电地板下的传输线路也应如此。传输线路应远离外墙特别是建筑物的主钢筋，传输管线的两端应可靠接地；三是设备的屏蔽。即设备本身应具备一定的屏蔽措施，设备的金属外壳应可靠接地。

4、电涌保护器（SPD）的安装

4.1供电线路的SPD防护

银行系统中心机房动力电一般采用从配电房引出的2路专线供电，进入机房后设置了专用配电柜。配电柜内一路供机房内UPS用电，另一路供机房精密空调用电。分行电源SPD应按三级保护的要求进行设计：第一级在配电房低压母线侧安装每相通流量为50KA的 10/350us波形SPD，如DEHNportMaxi；第二级在机房专用配电柜输入总线上安装每相通流量为60KA的8/20us波形的SPD，如DEHNguard385；第三级在UPS输入端和精密空调的供电端安装每相通流量为20KA的8/20us波形的SPD，如DEHNguard275。对于下属网点营业部，可按两级保护要求进行设计：第一级在机房专用配电柜输入总线上安装通流量为100KA的8/80us复合测试波形的SPD，如DEHNVGA280；第二级在UPS输入端安装每相标称通流为20KA的8/20us波形的SPD，如DEHNguard275。由于二、三级SPD均属限压型且处于同一房间，设备安装时应保证它们之间大于5米的规定。4.2信号线路的SPD防护

4.2.1对于进入信息中心机房内的所有电话外线，应在配线架上安装一级初保护避雷器。4.2.2 X.25、DDN、ISDN等电话专线，应在进入调制解调器前串接电话专线SPD，作为二级细保护。

4.2.3计算机网络系统的小型机、服务器、网络交换机、路由器、等设备，除线路的传输过程中应做好屏蔽与接地措施外，应在网络接口处需安装信号SPD。

4.2.4选择安装信号SPD时，必须了解网络的拓朴结构，网络的传输速率，选用的传输介质等内容。

4.2.5对于采用光缆传输的信号线，不需加装SPD，但光缆的金属 外皮、金属加强筋应在进入光端机前可靠接地。5.补充说明

5.1关于信息系统接地系统

关于弱电设备接地的问题，主要经历了独立接地、联合接地、共用接地三个阶段的讨论，同时，对接地电阻值的要求也很苛刻，银行系统信息中心接地电阻一般要求小于1欧姆。IEC标准及我国现行国标已经明确要求采用共用接地系统，完善等电位联结措施，而对接地电阻值的大小已经淡化。以前银行系统信息中心普遍要求采用独立地网，这种劳民伤财的做法也应该废除了。5.2关于SPD的安装

大部分的防雷工程公司特别注意对SPD的选取，其实再好的防雷设备也需要优良的工程来保障。许多国内外知名的防雷产品安装上去后，设备照样遭雷击，笔者发现主要是安装SPD时的线路布设不合理或者是接线太长。国标要求接至等电位联结板的接地导线要短而直，长度一般不应大于0.5m。同时，为避免不必要的感应回路，SPD与被保护设备之间应采用无回路或小回路方式安装，输入、输出线严格分开布设。关于SPD的安装希望能够得到重视。

第五篇：避雷器故障排除案例

避雷器故障排除案例

（一）避雷器质量不良引起的事故

雷雨中某生产厂及生活区高、低压全部停电。经检查，35kV高压输电线中的B相导线断落，雷击时变电所内高压跌落式熔断器有严重的电弧产生。低压配电室内也有电弧现象并伴有爆炸声，有一台低压配电柜内的二次线路被全部击坏。

35kV变电所，输电线路呈三角形排列，全线架设了避雷线；35kV变电所的入口处，装设了避雷器和保护间隙。保护间隙被雷击坏后，一直没有修复；在变电所的周围还装设了两根24m高的避雷针，防雷措施比较全面，但还是遭受到雷害。

雷击发生后，进行了认真检查，防雷系统接地电阻均小于4Ω，符合规程要求。检查有关预防性试验的记录，发现35kV变电所内的B相避雷器，其试验数据当时由于生产紧张等原因，一直未予以处理。雷击以后分析认为，造成这起雷击损坏的主要原因有：

(1）雷电是落在高压线路上，线路上没有保护间隙，当雷击出现过电压时，没有能够通过保护间隙使大量的雷电流泄入大地，而击断了高压输电线路。

(2）当雷电波随着线路入侵到变电所时，由于B相避雷器质量不良，冲击雷电流不能够很好地流入大地，产生较高的残压，当超过高压跌落式熔断器的耐压值时，使跌落式熔断器被击坏。

(3）当避雷器上有较高的残压时，由于避雷器的接地系统和变压器低压侧的中性点接地是相通的，造成变压器低压侧出现较高的电压。低压配电柜的绝缘水平比较低，在低压侧出现过电压时，绝缘比较薄弱的配电柜首先被击坏。

改进措施

(1）恢复线路的保护间隙，使雷击高压线路时，保护间隙首先能够被击穿而把雷电流泄入大地，起到保护线路和设备的作用。

(2）当带电测试发现避雷器质量不良时，要及时拆下进行检测，包括：①测量绝缘电阻；②测量电导电流及检查串联组合元件的非线性系数差值；③测量工频放电电压。只有当这些试验结果都符合有关规程要求时才可继续使用，否则，应立即予以更换。

(3）在电气设备发生故障后，经修复绝缘水平满足要求后才可再投入使用。

（二）避雷器引下线断裂造成的事故

雷击落在10kV配电线路上。当时，离配电变压器仅60m的电管所内，三人围在一张办公桌上随着雷声，一齐倒地。现场察看和分析。检查发现配电变压器的10kV侧避雷器有两相已经粉碎性爆炸；接地引下线在离地15cm处原来焊接处烧断，据反映该处烧断已近一年时间。接地引下线有一个6cm长的断口，而是用一根8#铁丝缠绕在接地引下线断口的上下端，铁丝已严重锈蚀断裂，致使避雷器及变压器低压侧的中性线处于无接地状态。

当雷击线路时，尽管避雷器能可靠动作，但强大的雷电流无法入地，极高的雷电冲击电压沿低压配电线路传到屋内，击穿空气引起了三个人同时被雷击的事故。在现场发现，照明灯离桌面只有30cm高；灯头内的绝缘胶木已严重碳化成粉末状，确认这是一起因避雷器及低压侧无接地而造成的雷击事故。

改进措施

为了防止类似事故的再次发生，应采取如下防止措施：

(1）各供电所每年在雷雨季节前后，集中力量对所辖供电区的变压器及高低压线路进行全面的安全检查，做到所有配变的避雷器和低压侧的中性点都可靠接地，其接地电阻必须满足技术规程的要求，并保证接地引下线具有足够的截面积和机械强度。

（2）进一步加强对农电工的培训和管理工作。定期培训，提高技术水平。

（三）避雷器高压接线端子脱落引起的事故

某变电所1#主变压器突然发生停电。到1#主变压器附近查看，发现35kV L2相避雷器上部的高压引线连同高压接线端子脱离了避雷器本体，并且由于大风吹动致使与Ll相避雷器上部引线相碰，造成相间短路，导致主变压器停电。进行事故调查，发现L2相避雷器的高压接线端子是由一条扁铁弯成直角（L型）制成，直角的一边用电焊焊接在避雷器帽盖中心位置：直角的另一边上钻一个中10mm的孔，用一螺栓将引线线夹紧固在上面。寒冬季节，温度很低，线夹上的引线受冷，缩短了长度，使避雷器高压接线端子受到很大的拉力，加上经大风吹动，引线发生扭动，拉力增加，使高压接线端子L型扁铁焊接薄弱的地方发生了裂纹；时间一长，裂纹越来越大，强度越来越差，最后高压接线端子动，脱离了避雷器本体。

改进措施

为了避免类似事故，对避雷器接线固定方法进行改进。第一种是将避雷器高压引线线夹紧固在避雷器帽盖固定螺栓上。第二种是将避雷器帽盖卸下，在帽盖中心位置钻一个孔，然后在孔中装上螺栓，螺栓的螺纹部分朝下，螺栓根部与帽盖缝隙处焊牢，防止帽盖渗漏水；接着将帽盖恢复在避雷器本体上。这样就可以将高压引线夹固定在螺栓上，再用螺帽拧紧。采取这两种措施之一，无论天寒地冻，避雷器的高压引线拉力都不可能将接线端子从避雷器上拉脱。

此外，在新装或检修时，适当加长引线的长度以减轻寒冷天气引线收缩而造成的端子的受力，将能获得更好的效果。

（四）中性点不接地系统避雷器爆炸事故

某变电所l0kV 侧母线电压不平衡，电压波动严重。

随后听到警铃响声，C相电压指零，另两相电压升高，断开电压互感器高压电源，进行检查。发现互感器C相线圈烧毁，检修人员随即找了一只新互感器投运。不到半个小时，忽闻开关室内一声巨响，10kV 电压三相指零又迅速回升正常。经观察系10KV C相母线避雷器爆炸。随即停电，C相避雷器上部被炸成两截，上半截吊在原高压引线上，高压引线有严重过热现象；下半截在原地未动。进一步检查发现，瓷套外表面烧焦，内壁有明显拉弧的痕迹；断口内残存的阀片溶化破损，有二片云母垫发黑。检查雷电计数器记录，先后三相共动作6次，A、B、C相分别为1、2、3次。变电所内其他避雷器均未动作。

事故后仍用避雷器进行试验，但C相避雷器因其部分元件炸散，无法重新组装，于是就将原阀片装入A 相避雷器瓷套内，并利用其并联电阻和火花间隙进行测试，两相解体检查，除发现火花间隙上有轻微的放电痕迹外，亦无其他问题。

随后检查并联电阻，正常的并联电阻，每片约在5～8.5MΩ之间，两片串联时约为22MΩ。经测量，在A、B两相避雷器中拆出的各片电阻值正常，但C相有二片阻值为零：其中一片长度约为完好电阻长度2/3，取同长度的完好电阻测量，阻值均在3～5MΩ之间；另有一片，长度为完好电阻长度的3/5，阻值为0./5MΩ，取同长度完好电阻测量，阻值约4～6MΩ。由此可知，C相并联电阻严重损坏，引起避雷器爆炸。

由于此变电所10kV系统中性点不接地，10kV线路B相断线时，形成单相弧光接地，引起系统振荡，产生间歇性过电压，致使A、C两相电压升高。因未及时切断故障线路，使互感器和避雷器长时运行在非正常电压之下，以致互感器一次电流增大，磁通趋于饱和，过载而烧毁。同时，避雷器也长时间地流过数倍于正常的泄漏电流。由于并联电阻的热容量较小，在此非正常的泄漏电流作用之下，电阻长期过热，迅速劣化，又破坏了避雷器的正常性能。当系统中再次发生过电压时，由于并联电阻的损坏、造成了火花间隙内电压分布不匀，不能迅速有效地切断工频续流，使套管内气体游离，压力剧增，终于导致发生爆炸。

改进措施

中性点不接地系统长时间带接地运行，不但对中性点接地的电压互感器有害，而且也会造成避雷器并联电阻的损坏，导致避雷器爆炸。

因此，运行人员除应严格按照运行规程中“35KV及以下无消弧线圈补偿系统的带接地运行时间不能超过2h”的规定执行以外，还应尽可能地缩短这种运行时间，以免再发生类似的爆炸事故，直接威胁系统的安全运行。

（五）变压器中性点避雷器雷击爆炸事故

某110kV 变电站铁塔遭受雷击，雷电流80kA 左右，由铁塔对导线反击，造成C相闪络，引起单相接地，运行中的变压器中性点上的避雷器爆炸，3发电机母线发出单相接地信号，主变压器纵联差动保护动作，断路器跳闸被迫停机，事后检查发现断路器站内110kV铁塔横担上C相导线对铁塔有闪络痕迹，如图1所示。

主变压器中性点不接地。当雷电击中铁塔时，变压器中性点出现位移电压，大于避雷器的最大允许电压，从而使避雷器爆炸。

此110kV 系统为中性点直接接地系统，但为限制单相短路电流，不大于三相短路电流，以利于电气设备按三相短电流值来选择，同时又为满足继电保护配合的需要，而将变压器中性点不接地。当雷击使110kV 系统发生C相闪络，造成单相接地时，根据对称分量法分析，＃故障点将出现零序电压U0。因零序电流I0仅能通过中性点接地的变压器，而对中性点不接地的变压器，由于零序电流不能通过，因此，在中性点上就产生了位移电压，其值等于故障点的零序电压U0。

而避雷器的最大允许电压为41kV。在单相接地时，变压器中性点上位移电压超过避雷器的最大允许电压，而使其爆炸。

图1 电气主接线图

改进措施

对中性点不接地系统避雷器的选择，最大允许电压必须大于变压器中性点可能出现的位移电压，因此选择时，必须两者相互兼顾才能满足要求。

（六）雷击送电线路事故

35kV线路遭受雷击。电网结构呈树枝分布，共连接35kV变电所5座，量总计59750kVA，如图2中箭头处为落雷点及击穿起弧点所示。35kV 系统为中性点不接地系统。线路基本杆型为上字型，全线路只在距变电所两端1.5km 内设架空避雷线。线路经过的路径多为半丘陵及水库地带。

暴风雨开始后35kV 线路受雷击。变电所35kV集坚线路主变压器断路器及上一级福山变电所35kV 断路器同时速断跳闸，自动重合动作，重合不成功。城镇变电所中央信号反映35KVB相接地，A、C相电压升高为线电压。此时又进行了一次强送电，强送不成功，再次跳闸。集坚线35kV线路出口处，藕合电容器上端与线路阻波器之间引线处发生一大弧光，线路断路器跳闸后弧光消失。

查巡发现，集坚线路52 杯杆塔B相导线靠近线夹处被电弧烧断落地。从断线点查看，系直击雷落于导线上，击穿该串绝缘子放电造成。51杆及52杆B相绝缘整串被击穿；同时张庄变电所线路出口处B相耦合电容器上端引线因对杆塔放电而烧断；在同一系统的距

###十余公里的吴庄变电所，C相避雷器也被击穿，其计数器也被烧坏。

图2 电网示意图

现场调查分析表明，这起事故的直接原因是由于雷击造成。

35kV供电线路按线路设计规程要求，在距变电所两侧1～2km架设避雷线，线路中间地段则无架空避雷线。落雷点距城镇站约6.5km，正处在无架空避雷线地段。由于雷电幅值极高，因此在落雷点处造成整串绝缘子击穿接地。另外在变电所终端杆的线路高频阻波器与耦合电容之间的引线，由于距杆塔较近（约400mm)，也在过电压时，成为击穿放电的薄弱环节，即起弧点，使引线被电弧烧断。B相落雷的直接原因是，线路主要杆型为上字形排列，B相为顶端相，在运行中起了“避雷线”作用。该相导线被直击雷击中的概率大大高于处在下部的A、C两相。

线路51、52杆绝缘子被击穿放电，导线被烧断落地，相当于B相金属性接地。由于B 相接地，中性点位移，因此A、C两相对地电压升高。在集坚线52杆落雷后，城镇站和福山站的断路器尚未跳闸的一瞬间，过电压作用于福山站供电的所有35kV变电所，致使A、C相电压高出相电压数倍，从而使各站A、C两相上所接的电气设备和部分绝缘子也如上所述多处放电或被击穿。例如，集坚线54杆A 相绝缘子整串也被击穿。由于雷击过电压造成的故障电流非常大，城镇变电所与福山变电所速断保护无选择性，造成越级跳闸，造成城镇、集坚、张庄3座35kV变电所同时停电的局面。

改进措施

(1)对于某些多雷电活动的地区，虽然全年平均总雷电日不超过标准（30天），但应根据地区的具体情况区别对待。如对为单电源、负荷重要、雷电活动频繁的地区（例如线路经过山口、山谷、水库周围地段，其平均落雷概率远高于一般平原地区数倍），对此类线路应进行技术经济比较，以增设全线段或部分重点地段架空避雷器线为宜。

一般来说，对于杆塔类型不变的线路，只增加一条避雷线，对于整个线路投资增加不大，却可避免由于雷电事故造成的经济损失。一般送电线路建成后要运行二三十年以上，其落雷概率很大，从技术经济比较方面是可取的。

####（2）对于上字形排列导线，应按过电压规程在顶端相每基增加一放电间隙，使过电压起弧点避开导线部分。

（七）雷击变电所内设备事故

雷击时变电所值班室墙上的室外照明灯控制开关窜出一个大火球。随即发现变电所内所有信号全部消失，对外联系的无线电话也中断。经初步检查，10kV配出线尚正常，控制室内装设的硅整流电源被击坏。采用临时措施恢复直流供电，又发现直流系统负极接地。

经全面检查发现：直流屏二只整流管击穿，整流变压器一次熔丝两相熔断；直流系统中，预报信号光字牌的灯座接线柱与外壳间击穿放电；无线电话的整流电源被击坏。在雷电防护比较完善的变电所，仍发生雷击事故。

图3 布置设备现状接线图

从这次雷击事故造成的设备损坏程度看，雷电波的能量并不大，不是直击雷造成的。故障发生时，照明灯控制开关处出现电弧的现象，即可肯定，雷电冲击波是经过此断路器进入400V交流系统造成；影响所用变压器二次的400V交流系统。又因无线电话的整流电源也并接在直流屏整流变压器的一次侧，而整流变压器的电源由一条电缆从高压室所用变压器的二次引来。全所的照明负荷都接在400V交流系统上。

室外照明灯具按惯例装设在避雷针上，从控制开关到灯具之间的电源线是通过聚乙烯塑料管地埋至避雷针基础处引出地面，再穿入钢管沿避雷针向上至12m处。分析表明，这就是引雷入室的通道。

雷电冲击波通过此通道串入室内，造成故障的全过程（如图3所示）。

改进措施 雷电波通过避雷针泄入大地过程中，由于避雷针的接地装置与大地间存在接地电阻，因而雷电流在此电阻上产生较高的冲击波电压降，接地电阻的大小就基本上决定了对大地间电位高低（当然还有雷电流大小的因素），过电压导入室内寻找绝缘薄弱的地方，将其击穿入地。雷电波沿两根导线（一根相线，一根中性线）分别进入室内400V交流系统，也就是说，出现了两条通路。就是相线上的雷电流进入400V交流系统后，还要通过所用变压器二次线圈到中性点入地；中性线上的雷电流则直接通过变压器二次中性点入地。由于当时的断路器在断开位置，因此，在断路器断口处产生较大的放电火花。

中性线中的雷电流通过断路器断口，放电后就直接进人中性点入地，不会造成什么危害。但是，相线通路就不同了，它通过开断口放电后，还要通过变压器的二次线圈才能到达中性点入地。因雷电流幅值高，作用时间短，变化率很大，通过在变压器二次线圈时，将产生较高的自感电动势，使雷电冲击波不能顺利地通入大地。迫使它在400V交流系统中到处流窜寻找入地点。接在400V交流系统上的设备的绝缘水平都比较高，因此未造成击穿，仅使绝缘能力较低的整流二极管击穿而进入直流系统，又使绝缘距离较小的光字牌灯座击穿入地，从而又造成了直流系统接地故障。

通过上述分析，找到这次雷击事故的根源，进行妥善处理。除将雷击造成故障排除外，又将避雷针上的灯具撤下，移装别处。同时，将其电源线从地面接头处断开，这样处理后，虽经过多次雷电活动，也没有再发生类似雷击事故。

（八）雷击用电设备事故

某隧道内安装有电视摄像机及其附属控制电路板共20套，另外还有各种检测装置等多台设备。每年春夏雷雨季节，总会有几台设备损坏。损坏情况最严重的是摄像机和控制电路板，一年累计损坏率达30％以上。最严重的一次是雷电击坏摄像机4台、控制板5块。

10kV高压电源是从几公里之外用电缆经地沟送来，不存在线路受雷击的问题。供给负荷的低压也是用电缆通过地沟送达，且变压器离负荷最近点也有200m，亦不会直接受雷击。隧道内除弱电设备外，基本上是照明灯。该隧道内的照明灯采用低压钠气灯，且每个灯都带有电容和电感。

取单台灯做试验，发现钠灯对电压的变化反应很大，其电流波形呈非正弦波，从启动到稳定的时间长，需半个小时，启动时还伴有较长时间的气体放电阶段。用示波器测量，隧道内多点电压波形，所有波形均为非正弦波。进一步分析发现含有高次谐波，且波形畸变程度随负荷的大小而变化。当满负荷时，波形畸变非常厉害，甚至在变压器端也是非正弦波。此外，电压波形随离供电变压器的距离大小而变化，离变压器越远，波形畸变就越大。这一发现说明隧道内2000 多盏灯组成了一个复杂的、致使电压波形发生畸变的网络，导致弱电设备损坏的外因是雷电，内因是照明负荷。当外电网受雷击后，引起电网电压波动，从而引起隧道内负荷电压变化，反过来带惯性的负荷又引起电源电压的波动，这一过程反复进行的结果，畸变而带尖峰的电压，导致由同一变压器供电的弱电设备过电压而损坏。

改进措施

(1)将原来上、下行两条隧道负荷分别由两台变压器供电的方式，改为由一台变压器供给两条隧道照明用，而另一台专供弱电设备使用。

(2)在变压器低压侧加装避雷器，以便让过电压进入隧道前得到最大的衰减。

(3)在弱电设备电源端接压敏电阻。

经过这样的改造后，经历多次雷击，未再发生设备损坏的现象。

（九）避雷器的密封不好引起的事故

某单位的避雷器，4组安装在6kV不接地系统的4条直配线上，1组备用。使用不到20天，就有3条直配线上的5只避雷器在没有受到雷击的情况下炸裂，其中一条线路保护动作跳闸。炸裂避雷器在使用前经绝缘电阻、工频放电电压试验合格。

为了查明原因，从线路上取下其余7 只避雷器进行测量，发现绝缘电阻均明显下降。后仔细检查，发现避雷器上端螺栓根部密封不严，因此，有可能是避雷器内部进入潮湿的空气，致使绝缘降低。

为了证实这一结论，将备用的1组避雷器安装在直配线上，将其中两只重新密封并检查合格。使用20天，取下并做试验，发现密封良好的避雷器绝缘合格，另一只绝缘电阻则明显下降。

改进措施

避雷器绝缘电阻降低后，使线路单相接地。这时流过避雷器的接地电流足以使避雷器炸裂。如果避雷器三相绝缘电阻同时降低，就有可能发生三相或两相接地短路故障，使线路保护动作跳闸，将故障扩大。

避雷器内部的间隙，都需在干燥情况下才能保持其工作性能良好，所以要求制造或解体检修后的避雷器必须密封良好。

（十）避雷器底座破裂引起的事故

某变电所做春检预试工作，当工作完毕送电时，发生35kV线路B相接地故障。不多时另一路35kV线路出现过流掉闸。事故发生后分别对两条35kV线路及相应变电所进行了巡视检查。经查35kV接地故障是35kV变电所避雷器爆炸而引起，35kV过流事故是因电缆（A相）烧毁导致接地短路而引发的过流事故。

(1)经现场检查分析35kV避雷器爆炸是因为铁座裂痕进入潮气导致避雷器绝缘下降。当线路恢复送电时，承受不住冲击电压或操作的过电压造成避雷器爆炸。随后发生35kV接地故障。

(2)检修人员在检查、解剖故障电缆时发现。该电缆接线端至接地线间（内部）有一道烧伤痕迹。根据电缆烧痕及现状分析，电缆在做电缆头时因热缩电缆头收缩不均，而遗留纵向间隙，经长期雨淋进入雨水或浸入潮气，使绝缘电阻下降，电缆头承受耐压下降。在正常运行情况下对地电压为相电压，电缆头还能维持运行，当不同相接地时，其对地电压升为线电压，这时电缆头因承受不住线电压而对地放电，形成放电电流。也就是线路出现过流掉闸。

改进措施

(1)加强输变电设备的巡视检查，发现问题及时处理。(2)定期对防雷设施进行预防性试验。

(3)线路电缆也要定期进行试验，发现绝缘电阻及泄漏电流与原始数据有明显变化者，应立即停运，待查明原因并妥善处理后，才可送电。

(4)严格电缆头制作工艺，防止留有事故隐患，同时要按规程要求作好全项试验，并作好记录，以便预试对照。