避雷器知识讲义

避雷器的耐污秽性能：
避雷器外套的最小公称爬电比距应符合以下要求：
Ⅰ级轻污秽地区
17mm/kV
Ⅱ级中等污秽地区
20mm/kV
Ⅲ级重污秽地区
25mm/kV
Ⅳ级特重污秽地区
31mm/kV
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典型的复合外套避雷器结构
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MOV 电阻片
?原料 -- ZnO, 铋, 锑, 银,聚乙烯醇等 , …… 90% ZnO; ?颗粒直径为 10微米等级 ; ?电阻片端面整面覆盖电极 ,有效接触面积更大 ; ?侧面上玻璃或环氧釉层 ;
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避雷器的应用
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线路避雷器的应用
?线路型避雷器主要用来 限制线路绝缘子上的雷 电过电压,防止线路绝缘 子的放电或闪络.
?防止持续的接地工频续 流.
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避雷器参数定义
避雷器的额定电压： Ur 施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值。 是表征避雷器动作特征的参考指标。一般由系 统发生单相接地时，非故障相上的工频电压升 高来确定，与系统接地状态有关。
? 避雷器是什么？ 避雷器是输变电系统的重要保护设备，用来限制电器 设备上承受的过电压。它通常联接于导线和地之间， 与被保护设备并联。
? 避雷器的应用 避雷器广泛用于交直 流电力系统中，保护 发、变电设备，如变 压器，电机，电容器， 电气化铁路，输电线 路等设备的绝缘免受 过电压侵害。
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氧化锌避雷器的原理
避雷器知识 讲义
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电力系统运行中的作用电压
? 正常运行条件下的工频电压 ? 暂态过电压
– 接地故障 – 负载突变 – 谐振
? 雷电过电压
– 直击雷过电压 – 感应雷过电压
? 操作过电压
– 线路合闸与重合闸 – 故障与切除故障 – 负载突变 – 开断容性电流和开断较小或中等的感性电流
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避雷器的定义
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避雷器的脱离器
脱离器会在避雷器可能要发生故障的情况下将避雷器退出系统运行 .避免了长 时间的系统短路电流.脱离器一旦动作就会给出可见的指示,表明避雷器可能发 生了内部故障或需要对避雷器进行更换. 脱离器的分类：热熔式脱离器和热爆式脱离器。 动作电流：小故障电流：50mA ，大的工频故障电流：＞50A
– “8”是波前视在时间 ,单位 μs – “20”是波尾视在半峰值时间 ,单位 μs
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避雷器参数定义
避雷器的直流参考电压： U1mA 在避雷器通过直流参考电流时测出的避雷器的直 流电压平均值。
避雷器的工频参考电压： 在避雷器通过工频参考电流时测出的避雷器的工 频电压峰值除以 √2。
避雷器的残压： 放电电流通过避雷器时其端子间的最大电压峰值。
脱离器是可选择的
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电站型避雷器的损坏
?老化 ?湿气进入 ?暂态过电压TOV的情况持续时间太长 ?选取的持续运行电压等级不合适
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Typical TOV curve
1.7
1.6
V O
C
M U
1.5
P
V
O T
1.4
m u xim 1.3 a M
1.2
1.1 .01
Prior Duty Curve with TLD
0.75倍直流参考电压下漏电流： 施加0.75倍直流参考电压，测量通过避雷器的漏
电流一般不超过 50μA。 破坏性放电：
绝缘在电负荷下破坏而发生的现象，包括电压突降 和电流导通。
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避雷器参数定义
闪络：
击穿：
在固体表面上的破坏性放电。 穿过固体介质的破坏性放电。
内部局放： 避雷器在1.05Uc下的局部放电量应不大于 10pC。
Which means longer life and lower leakage current
电气化铁路用避雷器
GB11032-2010 中典型的电气化铁道用避雷器参数
避雷器 额定电压 Ur （r.m.s)
避雷器 持续运行电压
Uc(r.m.s)
陡波冲击 电流残压
标称放电电流 5kA等级
雷电冲击 电流残压
避雷器的大电流冲击： 冲击波形为 4/10的放电电流峰值，用于试验避雷器 在直击雷时的稳定性。
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避雷器参数定义
避雷器的长持续时间冲击电流（ LDCI)： 一种方波冲击电流，其迅速上升到最大值，在规定 时间内大体保持恒定，然后迅速降至零值的冲击波。
避雷器的持续电流： 施加持续运行电压时流过避雷器的电流（持续电 流由阻性和容性分量组成）。
.1
No Prior Duty
1.0
10
100
Maximum Duration in Seconds
60 Deg Ambient
1000
10000
20
21
Silicone Rubber has the longest lasting hydrophobic surface on the market
? 高性能的非线性金属氧化锌电阻片 –优异的V-I 特性
? “电压控制开关” –在正常的系统线电压下,避雷器表现为一个绝缘体,只 有很小的电导电流通过. –当电压升高超过参考电压时,避雷器迅速 变为导体 (通常称之为”动作电压”) –当过电压通过后,又恢复为高电阻状态.
? 无间隙氧化锌避雷器不存在工频续流.
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绝缘配合与保护裕度
绝缘配合：是指避雷器的保护特性与被保护电气设备绝缘的耐 电强度之间的配合关系，用伏秒特性曲线来表示。
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避雷器的分类
按使用场所分为：
?配电用 ?电站用 ?并联补偿电容器用 ?电机用 ?电气化铁道用 ?线路用 ?中性点用
按外套绝缘材料分：
?瓷壳式 ?有机复合外套式
按有无间隙分：
?无间隙 ?带间隙
避雷器的持续运行电压： Uc 允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值。
避雷器的标称放电电流： In 用来划分避雷器等级的、具有 8/20波形的雷电冲击
电流峰值。（避雷器动作时通过避雷器的冲击电 流）
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冲击电流波形 我们以雷电冲击电流波形为例： 8/20 是制造商用来模拟雷电流对避雷器进
行试验的电流波形,用来验证避雷器的设 计并确定雷电放电电压
操作冲击 电流残压
直流 1mA 参考电压
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避雷器的伏安特性
避雷器具有优异的非线性的伏安特性，在正常工频电 压下呈现高电阻，而在过电压时呈低电阻，从而限制 避雷器端子间的过电压。
V, kV
线性电阻 典型的 MOV
V ref MCOV
理想的 过电压 保护
A
100a
1000
10kA
100kA
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避雷器的保护特性 ?避雷器的保护特性
– 陡波电流冲击下残压 – Fra bibliotek电冲击电流下残压 – 操作冲击电流下残压