避雷器避雷针的工作原理

第一篇：避雷器避雷针的工作原理

避雷器避雷针的工作原理

避雷器能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量保护电工设备免受瞬时过电压危害又能截断续流不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时避雷器立即动作流过电荷限制过电压幅值保护设备绝缘电压值正常后避雷器又迅速恢复原状以保证系统正常供电。避雷器避雷针原理避雷针分为被动/普通避雷针和主动/提前放电避雷针。提前放电避雷针主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量规范的避雷针安装使避雷针针尖与大地处于等电位状态。该避雷针保护范围比普通避雷针的保护范围更大。雷闪发生前激发器与针尖之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位它们之间的电压降使避雷针尖端放电从而产生一个早期的上升先导改变雷云的向下先导的走向将建筑物的落雷点转移到自身上来并迅速、安全地将雷电安全地泄放到大地避免建筑物受到雷击。避雷器的特点及作用 避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。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500KV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。开放式间隙避雷器 间隙避雷器的工作原理基于电弧放电技术当电极间的电压达到一定程度时击穿空气电弧在电极上进行爬电。优点放电能力强通流量大可以达到100KA漏电流小 热稳定性好 缺点残压高反映时间慢存在续流 工艺特点由于金属电极在放电时承受较大电流所以容易造成金属的升华使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业电极的主要成分是钨金属的合金。工程应用该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾避雷器动作后飞出脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。工程安装时一定要考虑安装距离避免引起不必要的损失和事故。密闭式间隙避雷器 优点放电电流大 测试最大50KA实际测量值漏电流小 无续流 无电弧外泻 热稳定性好 缺点残压高反映时间慢 工艺特点石墨为主要材料产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题不存在后续电流问题最大的特点是没有电弧的产生且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。工程应用该种避雷器应用在各种B、C类场合与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。登高电气有限公司为社会提供了最全面最先进的防雷产品登

高电气有限公司是从事避雷针、电源防雷器、视频监控防雷器、计算机网络防雷器、通信防雷器、防雷接地等避雷产品及防雷工程设计施工的高新技术防雷公司。公司产品经防雷检测部门检测合格并有保险等资料。登高电气有限公司技术工程部 张思保 2011年7月12日

第二篇：避雷器元件工作原理及设计原理

避雷器元件工作原理及设计原理

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时间：2010-01-27 避雷器元件工作原理及设计原理

电涌保护器(Surge Protection Devices,简称SPD),也称浪涌保护器、过电压保护器,俗称避雷器、防雷器。

针对现在市场上出现了各种各样的防雷器,质量参差不齐,有一些甚至闻所未问(如:不用接地的避雷器,到现在为止,都弄不明白它的工作原理),因此,通过介绍避雷器的工作原理及组成,对客户甄别真假、优劣,有所帮助。

防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压,避雷器就是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。推荐迪舰防雷器品质有保障安全系数高

一、火花间隙(Arc chopping)

1、放电间隙:原理是两个如牛角现状的电极,距离很短,用绝缘材料分开,当两个电极间的电场强度达到击穿强度时,电极之间形成电流通路。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿,使间隙的空气电离,形成短路,雷电流通过间隙流入大地,而此时间隙两端的电压很低,从而达到保护线路的目的。电场强度低于击穿间隙时,放电间隙型避雷器又恢复绝缘状态。常用于高压线路的避雷防护中。在低压系统,常用于电源的前级保护。

火花间隙型避雷器产品的优劣,在于制成电极的材料、间隙距离及绝缘材料。

优点:具有很强放电能力、通流量大,10/350μs脉冲波形能够疏导50KA的脉冲电流,用于8/20μs脉冲电流,可以大于100KA,很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容,漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。缺点:残压高(2.5~3.5KV),反应时间长(≦100ns),动作电压精度较低,有工频续流,因此在保护电路中应串联一个熔断器,使得工频续流迅速被切断。

注:由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上,有时会不同时放电,使两导线之间出现电位差,为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电,减少两线之间的电位差,又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线,另两级分别接在回路的两条导线上。

2、气体放电管(Gas discharge tube,GDT):是一种陶瓷或玻璃封装,管内再充以一定压力的惰性气体(如氩气),开关型的保护元件,有二电极和三电极两种结构。当电场强度达到击穿惰性气体强度时,就引起间隙放电,从而限制极间的电压。8/20μs脉冲电流能够疏导10KA。放电电压不稳定,当电压大于12V、电流电压100mA时,会产生后续电流。通常用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路中。

二、金属氧化物压敏电阻(Metal oxide varistor,MOV): 以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两端的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。

氧化锌压敏电阻避雷器,现在市场上流通很多,我国在20世纪80年代末才大批生产,被认为目前最新型、技术最先进,会做专题详细介绍。现在我国的输电线路的避雷器,都采用氧化锌避雷器。

优点:开关电压范围宽:6V~1.5KV,反应速度快(25ns),残压低(可以达到终端设备的安全工作电压),通流量大(2KA/cm2),无续流,寿命长。缺点:容易老化,动作几次后,漏电流会增大,从而导致压敏电阻过热,最终导致老化失效。

电容较大,许多情况下不在高频、超高频系统中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时,这种衰减可以忽略。

三、瞬态抑制式二极管(Transient voltage suppressor,TVS):

1、二极放电管:有两种形式:一是齐纳型(为单向雪崩击穿),二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下,两端电压大于门限电压时,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过,并将两端电压钳制在很低的水平,从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率,并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。

优点:动作时间极快,达到皮秒级。限制电压低,击穿电压低,应用于各种电子领域。

缺点:电流负荷量小,电容相当高,一般在20pF以下,现在的陶瓷放电管能够做到3~5pF。

电子信息系统所需的浪涌保护系统一般采用两级或三级组成。采用气体放电管、压敏电阻和抑制二极管,并利用各种浪涌抑制器的特点,实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端作为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流,属于泄流型器件。二级保护器件采用压敏电阻,可在极短时间内(ns)将浪涌电压限制在较低的水平。对于高度灵敏的电子电路,可采用抑制二极管作为三级保护。在更短的时间内将浪涌电压限制在末端电子设备的绝缘水平以内。如图,当雷电等浪涌到来时,抑制二极管首先导通,把瞬间过电压精确地控制在一定的水平,如果浪涌电流较大,则压敏电阻启动并泄放一定的浪涌电流,这时压敏电阻两端的电压会有所升高,直至推动前级气体放电管放电,把大电流泄放到地。当三种器件在线路中的距离较远时,导通顺序会从气体放电管开始,依次导通。避雷器的工作,是从反应时间最快、设备的最末端开始的,然后逐级往前端启动的。推荐迪舰防雷器品质有保障安全系数高

中,单纯用气体放电管保护后端的设备会出现下列问题:导通时间过长,残压过大,有可能超过后端设备的耐压水平。放电后,会产生工频续流。为避免上述问题,采用另外一种电路(图三)。为了解决产生工频续流的问题,同时也避免压敏电阻因漏电流过大而发热自爆或老化,我们在气体放电管上串联一个压敏电阻,这样就可避免产生工频续流,又可以防止压敏电阻因漏电流而自爆、老化。但新的问题又产生了,这样避雷器的动作时间为气体放电管的导通时间和压敏电阻导通时间的总和。假设气体放电管的导通时间为100ns,压敏电阻的导通时间为25ns,则它们总的反应时间为125ns。为了减小反应时间,在电路中并入一个压敏电阻,这样可使总的反应时间为25ns。:当过电压出现时,抑制二极管作为动作最快的元件首先动作,线路设计为,在抑制二极管可能毁坏之前,放电电流即随着幅值的上升转换到前置的放电路径上,即充气式放电路上。

Us+△u≥Ug

Us:抑制二极管上的电压

△u:去耦感应线圈上的电压

Ug:气体放电管的动作电压

如果放电电流小于该值,则充气放电管不动作。采用这种线路不仅可以在低保护水平的条件下利用放电器动作迅速的优点,同时还可以达到很高的放电电容。这样就可以消除抑制二极管过载一级熔断器在出现电源续流时频繁切断电路的缺点。

频率较高的线路也可以采用欧姆式电阻作为去耦元件,与低电容桥接线路共同使用。

2、三极放电管:在两根的导线上,安装两个二极放电管,会出现电位差,因此就有三极放电管,多了一极做公共接地,可以减少时间差(0.15~0.2μs),及由此产生的横向雷电压幅值。市场上普通电源避雷器器件一般采用压敏电阻,用于一级、二级和三级电源。这种组合方式在距离大于5米时,导通时间从第一级开始逐级向后导通。

若第一级采用气体放电管,二级和三级采用压敏电阻,则必须满足第一级与第二级满足大于十米的距离,第二级与第三级满足大于5米的距离,这样才能保证前一级先动作。否则可能导致第一级不动作的现象,而二级和三级避雷器又没有那么大的通流量,导致避雷器无法切实保护设备。这点在工程设计中一定要引起注意。

四、避雷器的种类: 避雷器的种类基本上分三大类型:一是电源避雷器(安装时主要是并联方式,也串联方式),按电压的不同,分22V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器。二是信号避雷器,多数用于计算机网络、通信系统上,安装的方式是串联。三是天馈线避雷器,是它适用于有发射机天线系统和接收无线电信号设备系统,连接方式也是串联。推荐迪舰防雷器品质有保障安全系数高

第三篇：避雷器SPD工作原理和结构

避雷器SPD工作原理和结构

电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

一、SPD的分类：

1．按工作原理分：

（1）开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。

（2）限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。

扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。

用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

2．按用途分：

（1）电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。

（2）信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。

二、SPD的基本元器件及其工作原理：

1．放电间隙(又称保护间隙)：

它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

2．气体放电管：

它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udc;工频耐受电流In;冲击耐受电流Ip；绝缘电阻R(>109Ω)；极间电容(1-5PF)

气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）

在交流条件下使用：U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效

3．压敏电阻：

它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。

压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K(K=Ures/UN)；最大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。

SPD工作原理和结构

压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）

最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac(直流条件下使用)

Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）

压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。

4．抑制二极管：

抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7。

抑制二极管的技术参数主要有

（1）额定击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内。

（2）最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的最高电压。

（3）脉冲功率：它是指在规定的电流波形（如10/1000μs）下，管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。

（4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。

（5）最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。

（6）响应时间：10～11s 5．扼流线圈：扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号（如雷电干扰），而对线路正常传输的差模信号无影响。这种扼流线圈在制作时应满足以下要求：

（1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

（2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。

（3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

（4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

6． 1/4波长短路器

1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号电涌保护器，这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说，其阻抗无穷大，相当于开路，不影响该信号的传输，但对于雷电波来说，由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒对于雷电波阻抗很小，相当于短路，雷电能量级被泄放入地。

由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米，因此耐冲击电流性能好，可达到30KA（8/20μs）以上，而且残压很小，此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的，其不足之处是工频带较窄，带宽约为2％～20％左右，另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置，使某些应用受到限制。

三、SPD的基本电路

电涌保护器的电路根据不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介绍的几种，一个技术精通的防雷产品研究工作者，可设计出五花八门的电路，好似一盒积木可搭出不同的结构图案。研制出既有效又性能价格比好的产品，是防雷工作者的重任 发布日期：2011-3-14 文章作者：雷晟转载 查看次数：1705

简 介： 电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

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电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

一、SPD的分类：

1．按工作原理分：

（1）开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。

（2）限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。

扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。

用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

第四篇：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。

第五篇：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