1氧化鋅避雷器作業原理
1.1避雷器的效果
避雷器的效果是限制過電壓以保護電氣設備。避雷器就是在線路或設備上人為地制造絕緣薄弱點即空隙設備,空隙的擊穿電壓比線路或設備的雷電沖擊絕緣水平低,在正常運轉電壓下空隙處于隔離絕緣狀況,在過電壓下空隙被擊穿接地,放電降壓起到保護線路或設備絕緣的效果。
1.2氧化鋅避雷器作業原理
氧化鋅避雷器是世界公認的當代最先進防雷電器。其結構為將若干片ZnO閥片壓緊密封在避雷器瓷套內。ZnO閥片具有非常優異的非線性特性,在較高電壓下電阻非常小,能夠泄放大量雷電流,殘壓很低,在電網運轉電壓下電阻很大,泄漏電流只要50—150u A,電流很小,可視為無工頻續流,這就是能夠做成無空隙氧化鋅避雷器的原因。它對陡坡和雷電幅值同樣有限壓效果,防雷保護功能完全是其杰出長處。在我國先生產運用的正是無空隙氧化鋅避雷器,運轉實踐標明,它有損壞爆炸率高,運用壽命短等缺陷。究其原因,暫態過電壓承受能力差是其喪命弱點。而串聯空隙氧化鋅避雷器仍有無空隙氧化鋅避雷器的保護功能長處,同時有暫態過電壓承受能力強的特色,是一種抱負的揚長避短的產品,結合我國國情可在3—35kV系統串聯空隙氧化鋅避雷器。
1.3線路氧化鋅避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時,一部分雷電流經過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經桿塔流人大地,桿塔接地電阻呈暫態電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征。雷擊桿塔時塔頂電位迅速進步,其電位值為Ut=iRd+Ldi / dt式中i—雷電流;Rd—沖擊接地電阻;Ldi / dt—暫態重量。
當塔頂電位ut與導線上的感應電位U1的差值超越絕緣子串50%的放電電壓(uso)時,將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut—U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um 的影響,則為Ut—U1+Urn>U50。因而.線路的耐雷水平與3個重要因素有關,即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說,線路的50%放電電壓是必定的,雷電流強度與地理位置和大氣條件相關,不加裝避雷器時。進步輸電線路耐雷水平往往是選用降低塔體的接地電阻。在山區,降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝氧化鋅避雷器今后,當輸電線路遭受雷擊時,雷電流的分流將發生變化,一部分雷電流從避雷線傳人相臨桿塔,一部分經塔體入地,當雷電流超越必定值后,避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線,傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時,由于導線間的電磁感應效果,將分別在導線和避雷線上發生耦合重量。
因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合效果將使導線電位進步,使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓,絕緣子不會發生閃絡。因而,線路避雷器具有很好的鉗電位效果,這也是線路避雷器進行防雷的顯著特色。以往輸電線路防雷主要選用降低塔體接地電阻的方法,在平原地帶相對較簡單,對于山區桿塔,則往往在4個塔腳部位選用較長的輻射地線或打深并加降阻劑。以添加地線與土壤的接觸面積降低電阻率,在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時,因接地線過長會有較大的附加電感值,雷電過電壓的暫態重量Ldi / dt會加在塔體電位上,使塔頂電位大大進步,更簡單造成塔體與絕緣子串的閃絡,反而使線路的耐雷水平下降,因為線路避雷器具有鉗電位效果。對接地電阻要求不太嚴格,對山區線路防雷比較簡單完成,實踐證明加裝線路避雷器對防雷效果是非常顯著的。
2線路氧化鋅避雷器的結構
現在的線路氧化鋅避雷器分為無空隙帶脫離器結構及帶串聯空隙結構兩種。2.2.1無空隙帶脫離器結構氧化鋅避雷器
圖2為無空隙帶脫離器的結構。避雷器通過高壓接線夾接在高壓線上,下接脫離器,脫離器與地之間用軟電纜銜接,避免脫離器受力,中間用接地絕緣子過渡固定,并接監測器。當避雷器產生毛病時,脫離器用來將避雷器與體系脫離,以防體系產生永久性毛病,并給出毛病避雷器的顯著指示。正常運轉狀態下和電站型沒有太大差別,受污穢影響較小,在正常運轉中長期荷電,修理和監測工作量較大。
2.2帶串聯空隙結構氧化鋅避雷器
分為純空間空隙和復合絕緣子固定空隙兩種,其結構如圖3。復合絕緣子固定空隙結構即是把兩個環狀空隙用一段復合絕緣子固定,并與避雷器本體串聯。長處是空隙與避雷器本體構成一個整體,可便利地以任何角度裝置在不同桿塔上,維護和替換較為便利。避雷器本體與高壓導線用空隙阻隔,正常運轉中基本不荷電,阻性電流和功率損耗極小,避雷器電阻片不存在老化問題,有利于延長避雷器的壽數,裝置、維護便利。純空間空隙結構則補償了無空隙避雷器正常運轉中長時間荷電和復合絕緣子固定空隙結構受污穢影響較大的缺點,裝置難度較大。


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