论文部分内容阅读
摘要：复合外套氧化锌避雷器的运行特性、监测与维护方法直接影响到电力系统的安全运行。因此，本文针对避雷器自身防护及其对电力系统的影响进行了分析， 简述了避雷器的保护特性， 并对复合外套氧化锌避雷器在电力系统中运行的问题及其解决问题的技术措施分析。
关键词：避雷器；特性；运行问题分析；技术措施
前言
复合外套氧化锌避雷器是20 世纪80年代发展起来的8新技术、新工艺、新材料集成的产品，复合外套氧化锌避雷器（以下简称为CMOA），它凝聚了复合绝缘子与氧化锌避雷器的优点。用复合外套避雷器的主要特点氧化锌和瓷套氧化锌避雷器相比，除了氧化锌避雷器的优点，还具有以下特点：（1）具有体积小，重量轻的优点；（2）抗污染性能好，污染，憎水性恢复的；（3）具有防爆性能好，不伤害邻近的电气设备；（4）良好的耐候性，在瓷套式避雷器由于呼吸抑制效应的消除。因此，氧化锌复合外套避雷器已广泛应用在电力系统的运行。
一、复合外套氧化锌避雷器在交流电力系统的应用
1.避雷器自身对电力系统的不安全影响
以前应用的保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后，保护回路再也没有限流元件， 灭弧的时间长， 间隙击穿的同时有大的续流通过， 保护动作将会造成电力系统接地故障或相间短路故障， 保护作用的同时增多了电力系统故障率， 影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器后， 因为此避雷器的非线性好， 对过电压反应快， 对波头很陡的过电压也能限制。行波电流通过后， 氧化锌避雷器的电阻片阻值迅速恢复， 故基本无续流， 因此杜绝了保护动作造成的电力系统接地故障和相间短路故障率。避雷器这种特性对短时间内可能重复发生的雷击或操作波过电压的保护更适合。
2.避雷器具有连续耐受大电流冲击的能力
电力系统的高压电力装置可能遭受到连续的雷电冲击。连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs， 间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流又泄放工频续流， 切断续流耗费的时间最大可达10000μs， 一次保护循环时间要远大于10000μs， 才能恢复到可再次动作的能力， 故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。而氧化锌避雷器的阀片通流容量大， 按单位体积计算， 约为碳化硅阀片的4倍。氧化锌避雷器保护动作时只泄放雷电流，雷电流泄放（小于100μs）完毕， 没有工频续流， 立即回复到可进行再次动作的能力， 故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力， 这对于多雷区或雷电活动强烈地区的防雷保护尤为重要。
3.避雷器自身的过电压防护
避雷器是过电压保护电器， 其自身也存在着过电压防护问题。对于能量有限的过电压， 如雷电过电压和操作过电压， 避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限有能源补充的过电压， 如电力系统的暂态过电压（工频过电压和谐振过电压的总称）， 其频率或为工频或为倍频或分频， 与工频电源频率总有合拍的时候， 如因某些原因而激发暂态过电压， 工频电源能自动补充过电压能量， 使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减， 暂态过电压如果进入避雷器保护动作区， 势必造成避雷器长时反复动作直至避雷器阀片过热产生热崩溃， 避雷器损害爆炸， 因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其害的避雷器，称之为暂态过电压承受能力强， 反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强， 但由于运行中动作特性稳定性差， 常因冲击放电电压（保护动作区起始电压）值下降， 仍可能遭受暂态过电压的危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压（可近似地把参考电压当作拐点电压）偏低， 仅2.21～2.56Uxg（最大相电压）， 而有些暂态过电压最大值达2.5～3.5Uxg， 故有暂态过电压承受能力差的缺点。对暂态过电压危害有效的防护办法是增加结构性能稳定的串联间隙， 将全部暂态过电压限定在保护死区内， 使避雷器免受其害。带串联间隙的氧化锌避雷器就有此独具优点。
二、避雷器的保护特性
1.避雷器的保护特性参数
避雷器生产厂生产的避雷器是按国标的规定进行生产的， 所以各种型号的避雷器在同用途同电压等级时，其雷电残压参数相同或接近。有人认为既然雷电残压值一样， 它们的保护作用和效果也应是一样的， 随意选用哪种型号都可以， 这是一种偏见。因为除了雷电残压外，还有其他保护参数， 如工频放电电压值， 冲击放电电压值是考察避雷器暂态过电压承受能力， 保证长期正常运行的参数；又如是否有雷电陡坡残压值， 是标示着避雷器防雷保护功能完不完全的重要参数。综合看来， 只有带有串联间隙的氧化锌避雷器才具备了上述的保护特性参数， 也就是说带有串联间隙的氧化锌避雷器具有齐全的防护功能。
2.避雷器动作特效运行稳定
带串联间隙的氧化锌避雷器保护动作时只泄放雷电流而无续流， 动作负载轻， 且间隙不需具有灭弧及切断续流的能力， 故间隙无烧损， 且间隙数量少， 3～10kV避雷器仅一个间隙， 35kV避雷器有三个串联间隙， 间隙工频放电电压值与碳化硅避雷器相同， 符合GB7327的规定， 故间隙隙距大， 动作特性可保持长期稳定。
3.串联间隙氧化锌避雷器
碳化硅避雷器因其间隙结构（隙距小， 数量多）带来的一些缺点：如没有雷电陡坡保护功能；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性不稳定可能遭受暂态过电压的危害；动作负载重、寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低， 有暂态过电压承受能力差， 损害爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用氧化锌阀片， 其间隙数量少， 当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿， 同时因隙距大动作特性稳定。串联间隙氧化锌避雷器已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其害， 故它避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来的一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器具有前两种避雷器保护性能优点， 而避免它们的缺点得以重视。
4.避雷器运行工况监测
无间隙的氧化锌避雷器在正常的工作电压下， 通过阀片的泄漏电流不超过50μA。避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大， 运行中不易发现， 有时可能长时间带病运行。为防止事故发生， 故有必要监测其运行工况———加装氧化锌避雷器漏电流在线监测仪。
氧化锌避雷器也可附带脱离器， 当其失效损坏时脱离器自动动作（30mA时不大于8min）退出运行， 以免造成更大的损失和事故， 提高运行安全可靠性。
三、技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作， 既对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案， 对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案， 直至该避雷器推出运行。
据国内外有关技术资料统计， 氧化锌避雷器损害的原因有雷电和操作过电压， 受潮、污闪、系统条件、本身故障等， 但应有一定比例损害的原因不详， 故应有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性， 都决定着氧化锌避雷器安全运行的可靠性， 故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结， 以使得其在运行中的不安全因素得以预防和完善。
参考文献：
[1]张育华； 金强，复合外套避雷器在电力系统中的应用[J]，电瓷避雷器，2007（02）
[2]趙飞燕；赵先堃；氧化锌避雷器在电力系统中的应用问题分析[J]，科技信息，2007（05）
关键词：避雷器；特性；运行问题分析；技术措施
前言
复合外套氧化锌避雷器是20 世纪80年代发展起来的8新技术、新工艺、新材料集成的产品，复合外套氧化锌避雷器（以下简称为CMOA），它凝聚了复合绝缘子与氧化锌避雷器的优点。用复合外套避雷器的主要特点氧化锌和瓷套氧化锌避雷器相比，除了氧化锌避雷器的优点，还具有以下特点：（1）具有体积小，重量轻的优点；（2）抗污染性能好，污染，憎水性恢复的；（3）具有防爆性能好，不伤害邻近的电气设备；（4）良好的耐候性，在瓷套式避雷器由于呼吸抑制效应的消除。因此，氧化锌复合外套避雷器已广泛应用在电力系统的运行。
一、复合外套氧化锌避雷器在交流电力系统的应用
1.避雷器自身对电力系统的不安全影响
以前应用的保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后，保护回路再也没有限流元件， 灭弧的时间长， 间隙击穿的同时有大的续流通过， 保护动作将会造成电力系统接地故障或相间短路故障， 保护作用的同时增多了电力系统故障率， 影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器后， 因为此避雷器的非线性好， 对过电压反应快， 对波头很陡的过电压也能限制。行波电流通过后， 氧化锌避雷器的电阻片阻值迅速恢复， 故基本无续流， 因此杜绝了保护动作造成的电力系统接地故障和相间短路故障率。避雷器这种特性对短时间内可能重复发生的雷击或操作波过电压的保护更适合。
2.避雷器具有连续耐受大电流冲击的能力
电力系统的高压电力装置可能遭受到连续的雷电冲击。连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs， 间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流又泄放工频续流， 切断续流耗费的时间最大可达10000μs， 一次保护循环时间要远大于10000μs， 才能恢复到可再次动作的能力， 故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。而氧化锌避雷器的阀片通流容量大， 按单位体积计算， 约为碳化硅阀片的4倍。氧化锌避雷器保护动作时只泄放雷电流，雷电流泄放（小于100μs）完毕， 没有工频续流， 立即回复到可进行再次动作的能力， 故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力， 这对于多雷区或雷电活动强烈地区的防雷保护尤为重要。
3.避雷器自身的过电压防护
避雷器是过电压保护电器， 其自身也存在着过电压防护问题。对于能量有限的过电压， 如雷电过电压和操作过电压， 避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限有能源补充的过电压， 如电力系统的暂态过电压（工频过电压和谐振过电压的总称）， 其频率或为工频或为倍频或分频， 与工频电源频率总有合拍的时候， 如因某些原因而激发暂态过电压， 工频电源能自动补充过电压能量， 使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减， 暂态过电压如果进入避雷器保护动作区， 势必造成避雷器长时反复动作直至避雷器阀片过热产生热崩溃， 避雷器损害爆炸， 因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其害的避雷器，称之为暂态过电压承受能力强， 反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强， 但由于运行中动作特性稳定性差， 常因冲击放电电压（保护动作区起始电压）值下降， 仍可能遭受暂态过电压的危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压（可近似地把参考电压当作拐点电压）偏低， 仅2.21～2.56Uxg（最大相电压）， 而有些暂态过电压最大值达2.5～3.5Uxg， 故有暂态过电压承受能力差的缺点。对暂态过电压危害有效的防护办法是增加结构性能稳定的串联间隙， 将全部暂态过电压限定在保护死区内， 使避雷器免受其害。带串联间隙的氧化锌避雷器就有此独具优点。
二、避雷器的保护特性
1.避雷器的保护特性参数
避雷器生产厂生产的避雷器是按国标的规定进行生产的， 所以各种型号的避雷器在同用途同电压等级时，其雷电残压参数相同或接近。有人认为既然雷电残压值一样， 它们的保护作用和效果也应是一样的， 随意选用哪种型号都可以， 这是一种偏见。因为除了雷电残压外，还有其他保护参数， 如工频放电电压值， 冲击放电电压值是考察避雷器暂态过电压承受能力， 保证长期正常运行的参数；又如是否有雷电陡坡残压值， 是标示着避雷器防雷保护功能完不完全的重要参数。综合看来， 只有带有串联间隙的氧化锌避雷器才具备了上述的保护特性参数， 也就是说带有串联间隙的氧化锌避雷器具有齐全的防护功能。
2.避雷器动作特效运行稳定
带串联间隙的氧化锌避雷器保护动作时只泄放雷电流而无续流， 动作负载轻， 且间隙不需具有灭弧及切断续流的能力， 故间隙无烧损， 且间隙数量少， 3～10kV避雷器仅一个间隙， 35kV避雷器有三个串联间隙， 间隙工频放电电压值与碳化硅避雷器相同， 符合GB7327的规定， 故间隙隙距大， 动作特性可保持长期稳定。
3.串联间隙氧化锌避雷器
碳化硅避雷器因其间隙结构（隙距小， 数量多）带来的一些缺点：如没有雷电陡坡保护功能；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性不稳定可能遭受暂态过电压的危害；动作负载重、寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低， 有暂态过电压承受能力差， 损害爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用氧化锌阀片， 其间隙数量少， 当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿， 同时因隙距大动作特性稳定。串联间隙氧化锌避雷器已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其害， 故它避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来的一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器具有前两种避雷器保护性能优点， 而避免它们的缺点得以重视。
4.避雷器运行工况监测
无间隙的氧化锌避雷器在正常的工作电压下， 通过阀片的泄漏电流不超过50μA。避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大， 运行中不易发现， 有时可能长时间带病运行。为防止事故发生， 故有必要监测其运行工况———加装氧化锌避雷器漏电流在线监测仪。
氧化锌避雷器也可附带脱离器， 当其失效损坏时脱离器自动动作（30mA时不大于8min）退出运行， 以免造成更大的损失和事故， 提高运行安全可靠性。
三、技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作， 既对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案， 对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案， 直至该避雷器推出运行。
据国内外有关技术资料统计， 氧化锌避雷器损害的原因有雷电和操作过电压， 受潮、污闪、系统条件、本身故障等， 但应有一定比例损害的原因不详， 故应有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性， 都决定着氧化锌避雷器安全运行的可靠性， 故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结， 以使得其在运行中的不安全因素得以预防和完善。
参考文献：
[1]张育华； 金强，复合外套避雷器在电力系统中的应用[J]，电瓷避雷器，2007（02）
[2]趙飞燕；赵先堃；氧化锌避雷器在电力系统中的应用问题分析[J]，科技信息，2007（05）