氧化锌避雷器的呼吸作用

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氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常见的用于保护电力设备和建筑物免受雷击损害的设备。

它通过利用氧化锌的特殊性质来吸收和分散雷电能量,保护电力系统和设备的安全运行。

下面将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理。

一、氧化锌的特性氧化锌是一种半导体材料,具有非线性电阻特性。

当施加电压低于其击穿电压时,氧化锌的电阻非常高,几乎不导电。

但当电压超过其击穿电压时,氧化锌会迅速变成导电状态,形成一条低阻抗通路,使电流通过。

二、氧化锌避雷器的结构氧化锌避雷器通常由一个或多个氧化锌电阻单元组成。

每个电阻单元由一个金属外壳和一个内部填充了氧化锌粉末的陶瓷管构成。

金属外壳用于提供机械支撑和导电连接,陶瓷管则起到绝缘和保护氧化锌粉末的作用。

三、氧化锌避雷器的工作过程当电力系统或建筑物遭受雷击时,雷电会产生巨大的电压和电流。

此时,氧化锌避雷器就会发挥作用。

1. 非工作状态在正常情况下,氧化锌避雷器处于非工作状态,其电阻非常高,几乎不导电。

此时,电力系统中的电流不会通过避雷器,而是绕过它流向地面。

2. 工作状态当遭受雷击时,电力系统中的电压会急剧升高,超过氧化锌避雷器的击穿电压。

此时,氧化锌避雷器会迅速变成导电状态,形成一条低阻抗通路,将雷电能量引导到地面。

3. 吸收和分散雷电能量一旦氧化锌避雷器进入工作状态,它会吸收和分散雷电能量,保护电力系统和设备免受损害。

氧化锌的非线性电阻特性使其能够迅速响应雷电冲击,将大部分的雷电能量引导到地面,减少对电力系统和设备的影响。

四、氧化锌避雷器的保护范围氧化锌避雷器能够有效地保护电力系统和设备免受雷击损害。

它可以吸收和分散来自直接雷击和感应雷击的能量,保护变压器、断路器、电缆和其他关键设备的安全运行。

五、氧化锌避雷器的注意事项在使用氧化锌避雷器时,需要注意以下几点:1. 安装位置:氧化锌避雷器应安装在电力系统的关键位置,如变压器、断路器等设备的输入端。

这样可以最大程度地保护设备免受雷击损害。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常用的电力设备,用于保护电力系统免受雷电冲击。

它的工作原理是基于氧化锌材料的非线性电阻特性。

1. 氧化锌材料的特性氧化锌是一种半导体材料,具有非线性电阻特性。

在正常工作状态下,氧化锌的电阻较大,电流通过时阻力较大,起到绝缘的作用。

但当受到雷电冲击时,氧化锌的电阻会迅速减小,电流可以通过,将雷电冲击能量引导到地面,保护电力系统。

2. 避雷器的结构氧化锌避雷器通常由氧化锌块、电极、外壳和引线等组成。

氧化锌块是避雷器的核心部件,是通过特殊工艺制成的氧化锌材料,具有较高的电阻和耐压能力。

电极用于连接氧化锌块与电力系统,将雷电冲击引导到避雷器。

外壳起到保护避雷器内部结构的作用,引线用于连接避雷器与电力系统。

3. 工作原理当电力系统受到雷电冲击时,避雷器的工作原理如下:3.1 正常工作状态:在正常工作状态下,氧化锌的电阻较大,电流无法通过,避雷器起到绝缘的作用,保护电力系统。

3.2 雷电冲击到来:当雷电冲击到来时,避雷器会迅速感应到电压的变化。

此时,氧化锌的电阻会迅速减小,电流可以通过。

避雷器将雷电冲击能量引导到地面,保护电力系统,防止雷电对电力设备造成损坏。

4. 避雷器的保护作用氧化锌避雷器的工作原理使其具有以下保护作用:4.1 引导雷电冲击能量:避雷器能够迅速感应到雷电冲击,将其引导到地面,避免雷电对电力系统造成损坏。

4.2 降低过电压:在电力系统中,由于突发的雷电冲击或其他原因,可能会导致过电压。

避雷器能够迅速响应,通过引导电流降低过电压,保护电力设备免受过电压的影响。

4.3 延长设备寿命:避雷器的保护作用可以减少电力设备受到雷电冲击的次数和程度,延长设备的使用寿命,提高设备的可靠性。

5. 避雷器的应用范围氧化锌避雷器广泛应用于各种电力系统中,包括电力输配电系统、变电站、电力设备等。

它可以保护电力系统免受雷电冲击,确保电力系统的正常运行。

总结:氧化锌避雷器是一种常用的电力设备,通过氧化锌材料的非线性电阻特性,能够迅速感应到雷电冲击并将其引导到地面,保护电力系统免受雷电冲击的影响。

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理氧化锌避雷器是一种常用的电力设备,它能够有效地保护电力系统免受雷击的危害。

本文将介绍氧化锌避雷器的工作原理,以匡助读者更好地了解这一设备。

一、氧化锌避雷器的基本原理1.1 金属氧化物的导电性:氧化锌避雷器的主要材料是氧化锌,它具有良好的导电性,能够在遭受雷击时迅速放电。

1.2 阻断高压电压:氧化锌避雷器在正常情况下是一个高阻抗的器件,能够阻断高压电压的通过。

1.3 放电保护:当遭受雷击或者电压过高时,氧化锌避雷器会迅速放电,将过电压引到地线,保护电力设备不受损坏。

二、氧化锌避雷器的工作过程2.1 静态工作状态:在正常情况下,氧化锌避雷器处于高阻抗状态,不导电。

2.2 动态工作状态:当系统遭受雷击或者电压过高时,氧化锌避雷器会迅速放电,将过电压引到地线,保护设备。

2.3 恢复工作状态:一旦过电压消失,氧化锌避雷器会自动恢复到高阻抗状态,等待下一次雷击。

三、氧化锌避雷器的保护作用3.1 保护电力设备:氧化锌避雷器能够有效地将雷击或者过电压引到地线,保护电力设备不受损坏。

3.2 延长设备寿命:通过及时放电,氧化锌避雷器可以减少设备遭受雷击或者过电压的次数,延长设备的使用寿命。

3.3 提高系统可靠性:氧化锌避雷器的保护作用能够提高电力系统的可靠性,减少停电次数,保障供电稳定。

四、氧化锌避雷器的应用领域4.1 电力系统:氧化锌避雷器广泛应用于电力系统中,保护变压器、开关设备等重要设备。

4.2 通信系统:氧化锌避雷器也常用于通信系统中,保护通信设备免受雷击的危害。

4.3 工业设备:在工业领域,氧化锌避雷器也被广泛应用于各类设备的保护。

五、氧化锌避雷器的发展趋势5.1 高性能化:未来氧化锌避雷器将朝着高性能化的方向发展,提高其抗雷击能力和放电速度。

5.2 智能化:随着物联网技术的发展,氧化锌避雷器也将实现智能化,能够实时监测设备状态并进行远程控制。

5.3 绿色化:未来氧化锌避雷器将更加注重环保性能,减少对环境的影响,推动绿色能源发展。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常用的电力设备,用于保护电力系统免受雷电击打的影响。

它通过将雷电冲击转移到地面,保护电力设备和线路不受损害。

下面将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理。

一、氧化锌避雷器的结构氧化锌避雷器通常由氧化锌元件、绝缘杆、引线、接地线等组件组成。

其中,氧化锌元件是氧化锌避雷器的核心部分,它由多个氧化锌片组成。

氧化锌片之间通过绝缘杆隔开,以防止电流直接流过。

引线将氧化锌元件与电力系统连接起来,而接地线则将氧化锌避雷器与地面连接。

二、当雷电击打电力系统时,氧化锌避雷器会迅速响应并吸收雷电冲击。

其工作原理可以分为两个阶段:正常工作阶段和过电压阶段。

1. 正常工作阶段在正常工作阶段,氧化锌避雷器处于高阻抗状态。

当电力系统的电压正常时,氧化锌避雷器不会发生放电,保持高阻抗状态。

这时,氧化锌避雷器对电力系统的影响很小。

2. 过电压阶段当电力系统遭受雷电冲击或其他过电压时,系统电压会瞬间升高。

在这种情况下,氧化锌避雷器会迅速响应,将过电压引导到地面,保护电力设备和线路不受损害。

具体来说,当电力系统电压升高到氧化锌避雷器的击穿电压时,氧化锌避雷器会发生放电。

放电过程中,氧化锌元件的氧化锌片会形成导电通道,将过电压引导到地面。

放电完成后,氧化锌避雷器会恢复到高阻抗状态,等待下一次过电压事件的发生。

三、氧化锌避雷器的优势氧化锌避雷器具有以下几个优势:1. 高响应速度:氧化锌避雷器能够迅速响应过电压事件,保护电力设备和线路不受损害。

2. 大放电能力:氧化锌避雷器能够承受较大的雷电冲击,将过电压引导到地面。

3. 长寿命:氧化锌避雷器采用优质材料制造,具有较长的使用寿命。

4. 可靠性高:氧化锌避雷器具有较高的可靠性,能够在各种恶劣环境下正常工作。

总结:氧化锌避雷器通过将雷电冲击引导到地面,保护电力设备和线路不受损害。

它的工作原理是在正常工作阶段保持高阻抗状态,在过电压阶段迅速响应并将过电压引导到地面。

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理氧化锌避雷器是一种常见的用于保护电力系统设备的电气器件。

它的主要作用是在电力系统中保护设备免受过电压的损害。

本文将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理。

一、氧化锌避雷器的结构氧化锌避雷器通常由氧化锌元件、陶瓷外壳、引线和接地装置组成。

氧化锌元件是氧化锌避雷器的核心部件,它由大量的氧化锌颗粒组成,这些颗粒被封装在陶瓷外壳中。

引线用于将氧化锌避雷器与电力系统连接起来,而接地装置则用于将过电压引导到地面。

二、氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器的工作原理基于氧化锌元件的非线性电阻特性。

当电力系统中出现过电压时,氧化锌避雷器会迅速响应并形成一个低阻抗通路,将过电压引导到地面。

具体来说,当电力系统电压正常时,氧化锌元件的电阻非常高,几乎不导电。

然而,当电力系统电压超过设定的额定电压时,氧化锌元件的电阻会迅速降低,形成一个低阻抗通路,将过电压引导到地面。

一旦过电压消失,氧化锌元件的电阻又会恢复到高阻抗状态。

三、氧化锌避雷器的保护作用氧化锌避雷器的主要作用是保护电力系统设备免受过电压的损害。

当电力系统中出现过电压时,氧化锌避雷器会迅速引导过电压到地面,防止过电压通过设备,从而保护设备的安全运行。

氧化锌避雷器还可以防止雷电击穿设备,减少雷电对设备的损害。

四、氧化锌避雷器的额定电压和动作特性氧化锌避雷器的额定电压是指它能够正常工作的电力系统电压。

根据不同的应用场景和需求,氧化锌避雷器的额定电压可以有不同的选择。

一般来说,氧化锌避雷器的额定电压应该略高于电力系统的工作电压,以确保它能够在过电压出现时迅速响应。

氧化锌避雷器的动作特性是指它在不同电压下的响应速度和引导能力。

通常情况下,氧化锌避雷器的动作特性可以通过其击穿电压、响应时间和电流容量来描述。

击穿电压是指氧化锌避雷器开始引导过电压的电压值,响应时间是指氧化锌避雷器从电压超过额定电压到开始引导过电压的时间,电流容量是指氧化锌避雷器能够承受的最大电流。

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理氧化锌避雷器是一种常见的避雷器设备,它通过特定的工作原理来保护电力设备和建筑物免受雷击的危害。

本文将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理,并分析其在避雷保护中的作用。

一、氧化锌避雷器的基本原理1.1 氧化锌的导电性:氧化锌是一种半导体材料,具有较高的电导率。

1.2 避雷器的结构:氧化锌避雷器通常由氧化锌块和金属电极组成。

1.3 避雷器的连接方式:氧化锌避雷器通过连接到电力系统中,实现对雷电的引导和消散。

二、氧化锌避雷器的工作原理2.1 雷电的引导:当雷电击中建筑物或设备时,氧化锌避雷器会迅速将电荷引导到地面。

2.2 电荷的消散:氧化锌避雷器通过高导电性的氧化锌材料,迅速将电荷分散到大地。

2.3 保护设备:氧化锌避雷器有效地保护了电力设备和建筑物,避免了雷击带来的损坏。

三、氧化锌避雷器的优势3.1 高效保护:氧化锌避雷器具有高效的避雷保护作用,能够迅速引导和消散雷电。

3.2 耐用性强:氧化锌避雷器具有较长的使用寿命,能够持续保护设备和建筑物。

3.3 维护简便:氧化锌避雷器的维护工作相对简单,一般只需定期检查和清洁即可。

四、氧化锌避雷器的应用范围4.1 电力系统:氧化锌避雷器广泛应用于各类电力系统中,保护变压器、开关设备等。

4.2 通信设备:氧化锌避雷器也常用于通信基站等设备中,保护通信设备免受雷击损害。

4.3 建筑物:建筑物的屋顶、烟囱等高处常安装氧化锌避雷器,保护建筑结构不受雷击影响。

五、氧化锌避雷器的发展趋势5.1 高性能化:随着科技的发展,氧化锌避雷器将不断提升性能,提高避雷效果。

5.2 智能化:未来氧化锌避雷器可能会实现智能化控制和监测,提高避雷系统的智能化水平。

5.3 环保化:氧化锌避雷器的材料和制造工艺将更加环保,符合可持续发展的要求。

综上所述,氧化锌避雷器通过其独特的工作原理和优势,有效保护了电力设备、通信设备和建筑物免受雷击危害。

随着技术的不断发展,氧化锌避雷器将在避雷保护领域发挥更加重要的作用。

氧化锌避雷器基本原理和作用

氧化锌避雷器基本原理和作用

氧化锌避雷器基本原理和作用
氧化锌避雷器基本原理:
氧化锌避雷器是目前国际上理想的过电压保护器,它采用了氧化锌电阻为主要元件,与传统的碳化硅避雷器相比,大大改 无间隙避雷器。

因此带来了电器结构特点的根本变化。


当避雷器在正常工作电压下,流过避雷器的电流仅是微安级,当遭受过电压时,避雷器优异的非线性特性发挥了作用,流 释放过电压能量,从而防止了过电压对输变电设备的侵害。

氧化锌避雷器作用:
避雷器的主要作用是保护电气设备免受雷电侵入波过电压和操作过电压对其设备的绝缘损坏。





















什么是氧化锌避雷器?作用、功能、特点

什么是氧化锌避雷器?作用、功能、特点

一、氧化锌避雷器工作原理1. 避雷器的作用避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。

避雷器就是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置,间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态,在过电压下间隙被击穿接地,放电降压起到保护线路或设备绝缘的作用。

2. 氧化锌避雷器(阀型避雷器的第三代产品) 工作原理氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进防雷电器。

其结构为将若干片ZnO 阀片压紧密封在避雷器瓷套内。

ZnO 阀片具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻很小很小,可以泄放大量雷电流,残压很低,在电网运行电压下电阻很大,泄漏电流只有50~150μA ,电流很小,可视为无工频续流,这就是可以做成无间隙氧化锌避雷器的原因,它对陡波和雷电幅值同样有限压作用,防雷保护功能完全是其突出优点。

在我国先生产使用的正是无间隙氧化锌雷器,运行实践表明,它有损坏爆炸率高,使用寿命短等缺点。

究其原因,暂态过电压承受能力差是其致命弱点。

而串联间隙氧化锌避雷器仍有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点,同时有暂态过电压承受能力强的特点,是一种理想的扬长避短的产品,结合我国国情可在3~35kV 系统串联间隙氧化锌避雷器。

二、氧化锌避雷器的优点及功能特性1. 氧化锌避雷器的优点(1) 具有完全的防雷功能,即对雷电陡波和雷电幅值同样有限压保护作用;(2) 防雷保护作用不会造成电力网接地故障或相间短路故障;(3) 防雷保护作用不应有短路电流或工频续流等工频能源浪费;(4) 动作特性应具有长期运行稳定性,免受暂态过电压危害;(5) 具有连续雷电冲击保护能力;(6) 有较小的外形尺寸,小型化轻量化更便于室内手车柜使用;(7) 具有20 年以上使用寿命;(8) 能附带脱离器监察运行工况,当其失效时自动退出运行。

2. 氧化锌避雷器功能特性(1) 避雷器是过电压保护电器,氧化锌避雷器具有过电压防护功能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。

氧化锌避雷器的作用原理

氧化锌避雷器的作用原理

氧化锌避雷器的作用原理氧化锌避雷器(以下称为zno避雷器)主要是由氧化锌电阻片组装而成的。

它的非线性系数很小,故具有较好的非线性伏安特性。

氧化锌避雷器在正常的工作电压下.具有极大的电阻,而呈现出绝缘状态。

在雷电过电压的作用下,则呈现低电阻状态,泄放雷电流,使与避雷器并联的电气设备的残压被限制在设备的安全值以下,待有害的过电压消失后.避雷器便迅速的恢复高电阻,而呈现出绝缘状态,从而有效地保护了设备的绝缘免受过电压的损害。

其伏安特性可用公式M=cZ“表示,其柄k线性指数a 与电流密度有关。

氧化锌避雷针基本特点:(1)结构简单、无间隙、体积小、重量轻。

一般只有o.01。

o.04,即使在大冲击电流(例如10LA)下,M也不会超过o.1,巳接近于理想值。

=0,因此zn0避雷器可以省去串联的火花间隙,成为无间隙避雷器,由于无间隙,在陡波头冲击放电电压作用下,残压值升高也较小,可使电力设备的绝缘水平降低,这对于超高压系统经济意义重大。

(2)动作响应快,保护性能好。

传统的sic避雷器要等到电压升高到间院的冲击放电电压后才可将电流泄放,而zno避雷器由于没有火花间隙,放电没有时延,一旦作用电压开始升高,阎片立即开始吸收过电压的能量.抑制过电压的发展。

(3)通流容量大。

zno避雷器的通流能力完全不受串联间隙被灼伤的制约,仅与阀片本身的通流能力有关,而zno阀片单位面积的通流能力要比51C阀片大4、5倍,通流容量大的优点使得zno避雷器完全可以用来限制操作过电压,也可以耐受一定持续时间的工频过电压。

(4)无续流,能耐受多重雷电过电压或操作过电压。

当作用在阀片上电压超过某一值时,将发生导通,其后,zno阀片上的残压受其良好的非线性特性所控制,当系统电压降至起始动作电压以下时,zno的导通状态终止,相当于一绝缘体,不存在工频续流。

在雷击或操作过电压作用下,Zno避雷器因无续流,只需吸收冲击过电压能量,而不需吸收续流能量,因此zno避雷器具有耐受多重雷击和重复发生的操作过电压的能力。

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理氧化锌避雷器是一种常见的避雷设备,它能有效地保护建筑物和设备免受雷击的危害。

本文将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理,帮助读者更好地了解这一重要的电气设备。

一、氧化锌避雷器的基本原理1.1 电气原理:氧化锌避雷器是一种非线性电阻元件,其工作原理基于氧化锌在电场作用下的非线性电阻特性。

当避雷器两端的电压低于一定阈值时,氧化锌呈现高阻抗状态,电流很小;当电压超过阈值时,氧化锌突然变为低阻抗状态,吸收大量电荷,将雷电能量导向地面。

1.2 热原理:氧化锌避雷器在工作过程中会产生热量,这是因为在防雷过程中,氧化锌会吸收大量电荷并将其转化为热能。

这种热量会导致氧化锌避雷器表面温度升高,但不会影响其正常工作。

1.3 自愈性能:氧化锌避雷器具有自愈性能,即在遭受雷击后,氧化锌会自动恢复到高阻抗状态,继续保护设备不受雷击损害。

这种自愈性能是氧化锌避雷器的重要特点,保证了其长期稳定可靠地工作。

二、氧化锌避雷器的作用机理2.1 分流作用:氧化锌避雷器能够将雷电能量导向地面,起到分流的作用,避免雷击直接作用在建筑物或设备上,有效保护其免受雷击损害。

2.2 电压限制作用:氧化锌避雷器在工作时能够限制电压在一定范围内,避免设备或线路因过高电压而受损。

这种电压限制作用是氧化锌避雷器的重要功能之一。

2.3 防止雷电侵入:氧化锌避雷器能够有效地吸收雷电能量,将其导向地面,防止雷电侵入建筑物或设备内部,保护其安全运行。

三、氧化锌避雷器的安装要求3.1 接地要求:氧化锌避雷器在安装时必须与地线连接,确保其能够有效导向雷电能量到地面,保护设备和建筑物安全。

3.2 安装位置:氧化锌避雷器的安装位置应选择在建筑物或设备的高处,以确保其能够有效地吸收雷电能量,并避免影响正常使用。

3.3 定期检测:氧化锌避雷器在安装后需要定期进行检测和维护,确保其正常工作状态,及时更换老化或损坏的避雷器,保证其长期有效地保护作用。

四、氧化锌避雷器的应用范围4.1 住宅建筑:氧化锌避雷器适用于各类住宅建筑,能够有效保护建筑物和居民免受雷击危害。

氧化锌避雷器阻性电流测试_2

氧化锌避雷器阻性电流测试_2

当测量值与初始值比较,阻性电流增加1倍时,应停电检查。实际中,阻性电流增加30%~ 50%时,就应注意加强监测,这就需要加强变电站值班人员的日常巡视制度。当阻性电流增加 1倍时就应报警,安排停运检查。在线监测或带电测量原则上可以代替部分停电试验,但是, 当在线监测发现绝缘有问题时,还应停电试验。
对新投运的110kV以上避雷器,在投运初期,应每月带电测量一次避雷器在运行电压下的泄 漏电流,三个月后改为半年一次。有条件的尽可能安装在线监测仪,以便在巡视时观察运行状 况,防止泄漏电流的增大。
得到可靠的保护。这时电气设备所承受的电压仅是避雷器的压降(称避雷器的残压)。
避雷器的用途 它的接线方式是接于导线和地之间、与被保护电气设备并联,且装在被保护设备的电源侧。当线路和设备运行中发生危及被保护设备的大气过电压时,避雷器被瞬间击
穿(火花间隙被击穿或由高阻变为低阻),使过电压对大地放电,使积累的电量流人大地,从而将过电压限制在一定范围内,使被保护电气设备的绝缘避免击穿或受损伤。
2、停电测试(预防性试验)
序号 检测项目
判断依据
· 35kV以上电压:用5000V兆欧表,
1
本体及底座绝
绝缘电阻不小于2500MΩ;
缘电阻
· 35kV及以下电压:用2500V兆欧表,
绝缘电阻不小于1000MΩ;
直流1mA参考
2
电压及0.75 倍 U1mA下泄漏
电流
U1mA实测值与出厂或初始值变化 不大于±5% 0.75倍 U1mA下泄漏电流初值差≤ 30%或不大于50µA
当前对避雷器的状态监测的有效手段之一是测量避雷器的全电流,具体是在 110KV等级及以上的避雷器安装泄漏电流监视仪,通过定时人工巡视来监视泄漏 电 流的大小与变化趋势进行统一分析,通过记录全电流来判断避雷器的老化和绝缘损 坏程度。然而这种测量方法所得到的全电流中仅包含了避雷器表面的泄漏电流、内 部的泄漏电流以及本体电容电流等的总和,它不能有效反映避雷器内部绝缘(支架 绝缘、内壁绝缘、氧化锌片的质量优劣等)的真实运行情况。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常用的避雷器,用于保护电力设备和电力系统免受雷电侵害。

它的工作原理是利用氧化锌材料的特性来消除或减少雷电过电压对电力设备的损害。

一、氧化锌避雷器的结构和组成氧化锌避雷器一般由氧化锌元件、金属外壳、引线、绝缘基座等组成。

1. 氧化锌元件:氧化锌避雷器的核心部分是氧化锌元件,它由多个氧化锌片层叠而成。

每个氧化锌片由金属氧化锌粉末和导电粘结剂混合压制而成,具有高导电性和快速响应的特点。

2. 金属外壳:氧化锌元件通常被放置在金属外壳内,金属外壳起到保护元件和导电作用的作用。

外壳一般由不锈钢等导电材料制成。

3. 引线:引线用于将氧化锌避雷器连接到电力系统,通常由铜或铝等导电材料制成。

4. 绝缘基座:绝缘基座用于支撑和固定氧化锌避雷器,通常由绝缘材料制成。

二、氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器的工作原理基于氧化锌材料的非线性电阻特性。

当电力系统正常运行时,氧化锌避雷器处于高阻抗状态,对电力系统没有影响。

但当雷电产生过电压时,氧化锌避雷器会迅速变为低阻抗状态,将过电压引导到地面,保护电力设备。

具体而言,当电力系统出现过电压时,氧化锌避雷器的氧化锌元件会发生击穿现象。

击穿后,氧化锌元件内部的氧化锌片会形成一条导电通路,将过电压引导到地面。

由于氧化锌的电阻特性是非线性的,当过电压达到一定值时,氧化锌避雷器的电阻会迅速降低,从而形成一个较低的通路电阻,将过电压引导到地面。

这样,过电压不会对电力设备造成损害。

三、氧化锌避雷器的特点和优势氧化锌避雷器具有以下特点和优势:1. 快速响应:氧化锌避雷器的响应时间非常短,一般在纳秒级别。

这意味着它可以迅速引导过电压,保护电力设备免受雷电侵害。

2. 大容量:氧化锌避雷器可以承受较大的过电压冲击,具有较高的能量吸收能力。

3. 长寿命:氧化锌避雷器的寿命较长,一般可达数年甚至十几年。

这降低了维护和更换成本。

4. 可靠性高:氧化锌避雷器的工作可靠性较高,能够在各种环境条件下正常工作。

图解金属氧化锌避雷器

图解金属氧化锌避雷器

图解金属氧化锌避雷器
前言
避雷器,又叫作过电压限制器。

它的作用是把已入侵电力线、信号传输线的雷电高电压限制在一定范围之内,保证用电设备不被高电压冲击击穿。

常用的避雷器种类繁多,但归纳起来可分为四大类:(1)放电间隙型;(2)阀型;(3)高通滤波型;(4)半导体型。

今天我们主要讲氧化锌避雷器。

氧化锌避雷器的工作原理:额定电压下通过氧化锌避雷器阀片的电流仅很小,相当于绝缘体。

当金属氧化锌避雷器上的电压超过定值时,阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中,其残压不会超过被保护设备的耐压。

当作用电压下降到动作电压以下时,阀片自动终止“导通”状态,恢复绝缘状态。

(本文完结)。

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理

氧化锌避雷器工作原理氧化锌避雷器是一种常见的电力设备,用于保护电力系统中的设备和线路免受雷击损害。

它的工作原理是基于氧化锌材料的非线性电阻特性和过电压保护原理。

1. 氧化锌材料的特性氧化锌是一种具有非线性电阻特性的半导体材料。

在正常工作电压下,氧化锌的电阻非常高,几乎没有电流通过。

但当系统中出现过电压时,氧化锌的电阻会迅速减小,形成一条低阻抗通路,将过电压引导到地面,从而保护设备和线路。

2. 过电压保护原理过电压是指电力系统中突然出现的电压超过额定值的现象,可能由雷击、电网故障等原因引起。

过电压会对设备和线路造成严重损坏,甚至导致系统瘫痪。

氧化锌避雷器的作用就是在出现过电压时迅速引导电流,将过电压分散到地面,保护系统的正常运行。

3. 氧化锌避雷器的结构和工作原理氧化锌避雷器通常由氧化锌元件、电极和外壳等部分组成。

氧化锌元件是核心部分,由多个氧化锌片叠加而成。

当系统中出现过电压时,氧化锌元件的电阻迅速减小,形成一条通路,将过电压引导到地面。

具体工作原理如下:- 正常工作状态:在正常工作电压下,氧化锌元件的电阻非常高,几乎没有电流通过。

此时,外部电路中的电流主要通过其他设备和线路。

- 过电压状态:当系统中出现过电压时,氧化锌元件的电阻迅速减小,形成一条低阻抗通路。

过电压通过氧化锌避雷器的通路,被引导到地面,保护设备和线路免受损害。

- 过电压消失后:一旦过电压消失,氧化锌元件的电阻会恢复到正常状态,不再引导电流。

4. 氧化锌避雷器的应用范围氧化锌避雷器广泛应用于电力系统的输电线路、变电站、配电装置等地方。

它能够有效地保护设备和线路免受雷击和过电压的损害,提高电力系统的可靠性和稳定性。

5. 氧化锌避雷器的注意事项在使用氧化锌避雷器时,需要注意以下几点:- 定期检查:定期检查氧化锌避雷器的状态,确保其正常工作。

如发现损坏或老化,应及时更换。

- 安装位置:氧化锌避雷器应安装在电力系统的高压侧,以便最大限度地保护设备和线路。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常用的电力设备,用于保护电力系统不受雷击或过电压的影响。

它通过将过电压引入地下,从而保护电力设备和电力线路免受损害。

工作原理如下:1. 氧化锌避雷器的基本构造氧化锌避雷器通常由氧化锌电阻单元、金属外壳和绝缘材料组成。

氧化锌电阻单元是避雷器的核心部件,它由多个氧化锌电阻片组成。

金属外壳起到保护和导电的作用,绝缘材料用于隔离避雷器与其他设备。

2. 避雷器的工作过程当电力系统中出现过电压时,氧化锌避雷器开始工作。

过电压可能是由雷击、电力系统故障或其他原因引起的。

当过电压出现时,氧化锌避雷器会自动接入电力系统,将过电压引入地下。

3. 氧化锌电阻的工作原理氧化锌电阻是氧化锌避雷器中最重要的组件之一。

它具有非线性电阻特性,即在正常工作电压下电阻值很大,但在过电压作用下电阻值会迅速减小。

这是因为氧化锌电阻的导电机制是基于氧化锌中的氧化还原反应。

当电压低于某个阈值时,氧化锌电阻处于高电阻状态,不会导电。

但当电压超过阈值时,氧化锌电阻会发生氧化还原反应,形成导电通路,将过电压引入地下。

4. 保护电力设备和线路通过将过电压引入地下,氧化锌避雷器保护了电力设备和线路免受损害。

当过电压通过氧化锌避雷器引入地下时,其它设备和线路上的电压会得到有效的降低,从而保护了电力系统的正常运行。

此外,氧化锌避雷器还可以吸收和消耗过电压的能量,减少了对电力设备的冲击。

需要注意的是,氧化锌避雷器在工作过程中可能会受到损坏,特别是在遭受雷击时。

因此,定期检查和维护避雷器的状态是非常重要的,以确保其正常工作。

总结:氧化锌避雷器通过将过电压引入地下来保护电力设备和线路的安全。

它的工作原理基于氧化锌电阻的非线性特性,当电压超过阈值时,氧化锌电阻会发生氧化还原反应,形成导电通路,将过电压引入地下。

定期检查和维护避雷器的状态是确保其正常工作的关键。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常用的避雷装置,广泛应用于电力系统、通信设备、建筑物等领域。

它的主要作用是保护设备和建筑物免受雷击损害,从而保障人们的生命财产安全。

氧化锌避雷器的工作原理是基于氧化锌材料的非线性电阻特性。

当遭受雷电冲击时,氧化锌避雷器能够迅速响应并将雷电能量引导到地面,从而保护设备和建筑物免受雷击损害。

具体来说,氧化锌避雷器由一个氧化锌元件和附加的电气元件组成。

氧化锌元件是氧化锌材料制成的,它具有非线性电阻特性。

当电压低于某个阈值时,氧化锌元件的电阻非常高,几乎不导电;而当电压超过阈值时,氧化锌元件的电阻迅速降低,形成一条低阻抗通路,将雷电能量引导到地面。

在正常情况下,氧化锌避雷器处于工作电压以下,处于高阻抗状态,不对电路产生影响。

但当遭受雷电冲击时,氧化锌避雷器的工作电压会突然增加,导致氧化锌元件的电阻急剧下降。

这种非线性电阻的特性使得氧化锌避雷器能够迅速将雷电能量引导到地面,保护设备和建筑物免受雷击损害。

除了氧化锌元件,氧化锌避雷器还包括附加的电气元件,如过电压保护器和放电电阻。

过电压保护器能够检测电路中的过电压情况,并在电压超过设定阈值时启动保护措施。

放电电阻则用于限制过电压保护器的电流,保证其正常工作。

总结起来,氧化锌避雷器的工作原理是基于氧化锌材料的非线性电阻特性。

当遭受雷电冲击时,氧化锌避雷器能够迅速将雷电能量引导到地面,保护设备和建筑物免受雷击损害。

通过合理设置过电压保护器和放电电阻,可以确保氧化锌避雷器的稳定性和可靠性。

请注意,以上内容仅为示例,实际情况可能会因不同的氧化锌避雷器型号和制造商而有所不同。

在实际应用中,建议根据具体情况参考相关标准和技术规范,以确保氧化锌避雷器的正常工作和安全可靠。

氧化锌避雷器的基本工作原理及突出优点

氧化锌避雷器的基本工作原理及突出优点

氧化锌避雷器的基本工作原理及突出优点一、氧化锌避雷器的基本工作原理金属氧化物避雷器又称金属氧化锌避雷器,它是70年代初期出现的新型避雷器,迄今为止,在我国电网中已广泛应用。

它与普通阀型避雷器的主要区别在于阀片材料不同,普通阀型避雷器的阀片材料是碳化硅(金刚砂),而金属氧化物避雷器的阀片材料是由半导体氧化锌和其他金属氧化物(如氧化钻、氧化锰等)在高温(1000℃以上)下烧结而成。

氧化锌阀片又称压敏电阻,具有比碳化硅更优良和更理想的非线性电阻特性。

在系统运行电压下,它的电阻很大,通过的电流很小,仅为1mA左右,这样小的电流不会烧坏阀片,因此可以不用串联间隙来隔离工频运行电压;当电压升高时,它的电阻变得很小,可以通过大电流,残压也很低,使设备得到保护,而过电压消失之后,它又恢复原状。

二、氧化锌避雷器的突出优点1、由于氧化锌避雷器不需要串联间隙,因此结构简单、体积小、重量轻、寿命长。

2、性能稳定。

由于氧化锌避雷器没有间隙,不存在间隙放电电压受外界因素影响的问题,也不存在间隙放电分散性和误动等问题。

3、制造方便,适用于自动化批量生产。

4、便于制成直流避雷器。

由于它没有间隙,不产生电弧,且具有良好的非线性电阻特性,使制造直流避雷器的困难迎刃而解。

5、保护性能好。

金属氧化物避雷器的保护性能与间隙的放电电压无关,仅由阀片冲击残压决定。

而氧化锌阀片残压又较低,所以保护性能好。

6、可以承受多重雷击。

在雷电流通过金属氧化物避雷器之后,没有工频续流通过,所以通过避雷器的能量大为减少,因此它能承受多重雷击。

7、通流能力大。

金属氧化物避雷器通流能力比碳化硅避雷器强,当单片氧化锌阀片通流容量不能满足时,除可以将阀片直径加大外,还可以采用多支避雷器并联,以提高通流容量。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常见的电力设备,用于保护电力系统免受雷击和过电压的影响。

它通过将过电压引导到地面,保护电力设备和路线的安全运行。

下面将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理。

1. 引言氧化锌避雷器是一种非线性电阻器,由氧化锌块和陶瓷外壳组成。

它通常安装在电力系统的高压侧,以保护设备和路线免受雷击和过电压的伤害。

氧化锌避雷器能够快速响应并吸收过电压,将其引导到地面,从而保护电力设备的安全运行。

2. 工作原理氧化锌避雷器的工作原理基于其非线性特性。

在正常工作状态下,氧化锌避雷器表现为高电阻状态,对正常电压没有响应。

然而,当系统中浮现过电压时,氧化锌避雷器会迅速转变为低电阻状态,吸收并将过电压引导到地面。

具体而言,氧化锌避雷器内部的氧化锌块是其起作用的关键部份。

氧化锌块具有非线性电阻特性,当电压低于其击穿电压时,氧化锌块表现为高电阻状态。

然而,当电压超过击穿电压时,氧化锌块会迅速转变为低电阻状态,形成一条低阻抗路径,将过电压引导到地面。

3. 工作过程当电力系统中浮现过电压时,例如由雷击或者其他原因引起的过电压,氧化锌避雷器会迅速响应并吸收过电压。

具体的工作过程如下:步骤1:正常工作状态在正常情况下,电力系统的电压处于正常范围内,氧化锌避雷器表现为高电阻状态。

它不会对正常电压产生任何响应。

步骤2:过电压浮现当电力系统中浮现过电压时,例如由雷击引起的过电压,氧化锌避雷器会迅速感知到并转变为低电阻状态。

这是因为过电压超过了氧化锌块的击穿电压,使其形成一条低阻抗路径。

步骤3:引导过电压一旦氧化锌避雷器转变为低电阻状态,它会将过电压引导到地面。

这样,过电压不会对电力设备和路线造成伤害,保护了电力系统的安全运行。

步骤4:恢复正常状态一旦过电压被引导到地面,氧化锌避雷器会恢复到正常的高电阻状态。

它将继续监测电力系统的电压,并在需要时再次转变为低电阻状态,以吸收和引导过电压。

4. 优势和应用氧化锌避雷器具有以下优势和应用:4.1 优势- 高响应速度:氧化锌避雷器能够快速感知并响应过电压,保护电力设备和路线的安全运行。

氧化锌避雷器运行状况的研究

氧化锌避雷器运行状况的研究

摘要避雷器是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备。

使用时将避雷器安装在被保护设备附近,与被保护设备并联。

在正常情况避雷器不动作(仅流过微安级的泄漏电流);当作用在避雷器上的电压达到避雷器的动作电压时,避雷器导通,通过大电流,吸收过电压能量,并将过电压限制在一定水平,以保护设备的绝缘。

在释放过电压能量后,避雷器会自动恢复到不导通的正常工作状态。

避雷器的发展经过了多次换代,目前氧化锌避雷器是应用最为广的避雷器。

氧化锌避雷器作为电气设备过电压保护装置,其性能的优劣关系到电气设备是否能正常安全的运行。

因此对氧化锌避雷器运行状况的研究至关重要。

氧化锌避雷器分为有间隙和无间隙两种,有间隙避雷器的基本元件是火花间隙和氧化锌非线性电阻片。

这些元件串联叠装在密封的绝缘材料外套内。

无间隙避雷器的基本元件则只有阀片,它的材料主要是氧化锌和其他金属氧化物。

其分类方式主要从电压等级、标称放电电流、用途、外套材料分、结构性能等方面分类。

文章首先介绍了避雷器的发展,氧化锌避雷器与碳化硅避雷器的性能比较,然后介绍了氧化锌避雷器的结构和工作原理及分类情况。

文章中研究分析了电站型氧化锌避雷器的运行情况,介绍了线路型氧化锌避雷器的原理结构特征,总结了两种避雷器的检测和安装方法及注意事项。

对电站型氧化锌避雷器,常规停电测试已经不能保证其健康运行,本文通过对一起氧化锌避雷器劣化事件及一起爆炸事件的分析,得出了氧化锌避雷器制造、选型、检测时应注意的问题。

为检测MOA的性能,分析了MOA的非线性特性,论证了MOA的受潮和阀片的老化等变化能反映在阻性电流及其三次谐波上,得出了阻性电流及其三次谐波峰值的变化可以作为判断MOA性能好坏的指标;并分析了用谐波分析法计算阻性电流的基本原理,采用ICA对MOA进行监测仿真。

结果表明,该方法可适用于MOA的监测,判断其电气性能的优劣。

关键词:氧化锌避雷器、原理、阻性电流、独立成分分析法。

AbstractLightning arrester is a kind of absorbing energy, limit over-voltage over-voltage protection equipment amplitude. When using will be protected equipment installed in the lightning protection equipment, and was near the parallel. In normal circumstances arrestor (not only through microamps of leakage current), When the voltage in lightning arrester action to voltage, through the lightning current and voltage absorb energy will be limited in certain level, overvoltage protection equipment in the insulation. After the release of energy in the lightning overvoltage, will be restored to normal conduction not working condition.The development of The Times by lightning arrester is upgrading, currently the most widely used zinc of lightning.Lightning overvoltage zinc as electrical equipment, its performance protection device of related to electrical equipment whether the safe operation of normal. Therefore the operation condition of zinc oxide arrester is crucial.Zno arrester is divided into two clearances and no gap, gap arrester element is the basic spark gap and zinc oxide non-linear resistors. These elements in the series of sealing coat inside insulation material. The basic elements of lightning non-clearane valves only, it is the main materials and other metal oxide. The classification of nominal voltage level, mainly from discharge current, use material, structure, performance, etc.This article first introduces lightning arrester and zinc, the development of silicon carbide arrester, then introduces the zinc oxide structure and working principle of lightning and classification.This type of research and analysis of the power operation, zinc lightning arrester introduced the principle of zno type circuit structure, summarizes the detection and two arrester installation method and the matters needing attention.Type of hydropower station, the conventional electricity zno arrester can guarantee the health test has been running, based on zno arrester degradation events and bombing analysis, zinc oxide, selection, lightning when problems should be paid attention to.For the detection of performance, analyzed the MOA nonlinear characteristics, the MOA demonstrated the MOA and the damp valves can reflect the changes of aging in resistance and three times of current harmonic, the resistance of current and three times as the peak of the harmonic changes can judge the quality performance index; the MOA And analyzed thecurrent harmonic analysis of resistance, the basic principle of using the ICA to monitor the MOA simulation. Results show that this method can be used to monitor the MOA, judge its electrical properties.Keywords: zinc oxide arresters, principle, the resistance of current and independent component analysis绪论电力工业是国民经济的重要部门之一,它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力。

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理

氧化锌避雷器的工作原理氧化锌避雷器是一种常见的电力设备,广泛应用于电力系统中,用于保护电力设备和线路免受雷击和过电压的损害。

它通过将过电压引入地下,保护电力设备和线路的安全运行。

下面将详细介绍氧化锌避雷器的工作原理。

一、氧化锌避雷器的组成氧化锌避雷器主要由氧化锌片、陶瓷外壳、引线、绝缘材料等组成。

其中,氧化锌片是氧化锌避雷器的核心部件,是实现过电压保护的关键。

二、1. 非工作状态下在正常情况下,氧化锌避雷器处于非工作状态。

此时,避雷器两端的引线与电力系统相连,但氧化锌片之间没有电流通过。

2. 工作状态下当电力系统发生过电压时,过电压会引起氧化锌片之间产生击穿电流。

氧化锌片具有非线性电阻特性,当电压低于某一阈值时,氧化锌片几乎不导电;而当电压超过阈值时,氧化锌片的电阻迅速下降,形成导通通道,使过电压通过避雷器引入地下。

3. 过电压保护当氧化锌片导通时,过电压会通过引线引入地下,从而保护电力设备和线路免受过电压的损害。

氧化锌避雷器起到了“放电器”的作用,将过电压引入地下,保护电力系统的正常运行。

4. 恢复状态当过电压消失后,氧化锌片的电阻会恢复到正常状态,避雷器重新进入非工作状态。

三、氧化锌避雷器的特点1. 高击穿电压氧化锌避雷器具有较高的击穿电压,能够有效抵抗雷电击穿和过电压的侵害。

2. 快速响应氧化锌避雷器具有快速响应的特点,能够在过电压出现时迅速导通,保护电力系统的安全运行。

3. 大放电能力氧化锌避雷器具有较大的放电能力,能够迅速将过电压引入地下,保护电力设备和线路的安全。

4. 长寿命氧化锌避雷器具有较长的使用寿命,能够在长期工作条件下保持稳定可靠的性能。

四、氧化锌避雷器的应用领域氧化锌避雷器广泛应用于电力系统中,包括变电站、配电网、输电线路等。

它能够有效地保护电力设备和线路免受雷击和过电压的损害,确保电力系统的安全运行。

总结:氧化锌避雷器是一种常见的电力设备,通过将过电压引入地下,保护电力设备和线路的安全运行。

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避雷器受潮的主要原因是呼吸作用。

据初步计算, 氧化锌避雷器内部空腔约占整个避雷器内空间的50% , 在环境温度冷热循环变化下,内腔空气膨胀或收缩形成呼吸作用, 使原来存在的微小漏孔可能扩大, 潮气逐步侵入, 导致避雷器出现故障。

特别值得注意的是, 如果运行中的避雷器内部受潮, 泄漏电流则增大, 受潮严重时出现沿氧化锌阀片柱表面和避雷器瓷套内壁表面的放电,引起避雷器爆炸。

氧化锌避雷器受潮时阻性电流增加, 其特点是阻性电流的长期增加,不会因时间的增加而减小。

检测泄漏电流波形及阻性电流变化的幅度即可推断是否发生内部受潮及受潮程度。

复合外套氧化锌避雷器的内部没有空腔,“呼吸”作用很小,主要是水分或潮气的渗透作用,因此我们主要以浸泡试验为主,并适当考虑一些“呼吸”作用。

采用“等形于”避雷器的绝缘体做试验,以能在较高的电压下测量泄漏电流,试品首先在100℃干燥箱中保持3h,完成“呼”气的过程,然后立即放入室温(约24℃)的氯化钠盐水中浸泡168h,完成“吸”水和渗透的过程,盐水的电阻率为400Ω·cm,最后从盐水中取出试品冲洗净并自然凉干,24h后测量直流泄漏电流,试验结果如表3中所示。

从结果来看,其泄漏电流的变化量最大不超过4μA,说明四种结构的密封性都优良。

复合外套氧化锌避雷器内部结构与性能关系的研究西安交通大学电气绝缘研究所刘学忠焦兴六(西安710049)摘要:进行了复合外套氧化锌避雷器结构与性能关系的研究,通过几种典型内部结构避雷器的电气、物理机械等性能的对比试验,得到了各个结构在相关性能上的差异,并为复合外套氧化锌避雷器的优化设计提供了试验依据。

关键词:复合外套氧化锌避雷器玻璃纤维增强塑料局部放电大电流密封老化1 引言复合外套氧化锌避雷器问世于80年代,美国、日本、俄罗斯等国已分别研制出6.6~750kV系统用复合外套氧化锌避雷器,并有数千万只在电力系统运行。

我国从开始到现在,已研制和生产3kV~500kV电压等级的复合外套氧化锌避雷器,并以生产10kV电压等级为主。

复合外套氧化锌避雷器与瓷外套氧化锌避雷器相比较,具有体积小、重量轻、防爆和密封性好、爬距大、耐污秽、制造工艺简单、结构紧凑等一系列优点,因而颇受用户欢迎,但也存在外套材料的老化和电蚀损的不足。

目前在这一领域除了研究如何提高氧化锌非线性电阻片的特性外,还研究外套绝缘材料的耐老化和电蚀损性,以及改善内绝缘结构及材料特性,以弥补有机复合材料的不足。

就我国目前大批量生产的10kV电压等级复合外套氧化锌避雷器而言,其内外结构有十多种,而外套绝缘材料以硅橡胶为主,并有高温硫化(HTV)、中温硫化(MTV)、低温硫化(LTV)和室温硫化(RTV)之分,这样避雷器在结构和材料上的不同,表现出在整体性能上有一定的差别。

笔者首先从内部结构的不同来试验研究复合外套氧化锌避雷器的性能,以比较各个结构避雷器的特性,而对于外套绝缘材料的差别将在以后的研究中逐一报道。

2复合外套氧化锌避雷器的结构复合外套氧化锌避雷器一般以下面几个主要部件组成:a.串联的氧化锌非线性电阻片(或称阀片)组成阀芯;b.玻璃纤维增强热固性树脂(FRP)构成的内绝缘和机械强度材料;c.热硫化硅橡胶外伞套材料;d.有机硅密封胶和粘合剂;e.内电极、外接线端子及金具。

但是,各个制造厂家却根据不同的生产和技术条件,选择不同的生产工艺和产品结构。

笔者按照复合外套氧化锌避雷器的电阻片与外绝缘伞套间的内绝缘结构不同,选择我国目前有代表性的四种结构进行对比性的试验研究,以得到各个不同结构和工艺的复合外套氧化锌避雷器在电气和物理机械等性能方面的差别,这四种典型的避雷器结构如图1所示。

这里分别作A型、B型、C型和D型来代表环氧玻璃丝预制管、树脂玻璃丝复合卷绕、树脂玻璃丝复合卷绕加树脂灌封、热缩塑料套加树脂灌封。

除了这四种外,还有SMC热模压、高温固化环氧树脂浇注等,这里暂不研究。

上述四种结构的避雷器的外伞套都可预制,这样通过高温二段硫化后,使外伞套材料达到最优的电气和物理性能,预制的伞套最后再与芯体粘合和密封。

另外,上述四种结构的A型和B型可以在芯体内绝缘上直接模压或注射成型外伞套,但硫化温度和硫化时间都有一定的限度,否则容易造成内绝缘材料和电阻片的特性发生变化。

图1四种典型结构的复合外套氧化锌避雷器示意图1—接线端子2—屏蔽端盖3—内电极4—电阻片5—硅橡胶外套6—FRP预制管7—粘合层8—弹簧9—热固性树脂10—FRP卷绕层11—热缩塑料套为了提高对比性,四种结构的试品都先制成电阻片芯体(棒),之后通过粘合剂与预制式硅橡胶外套紧密粘结,最后两端用屏蔽端盖封装成避雷器试品和比例单元,其中,A型芯体是将电阻片、电极及弹簧封装于环氧玻璃丝管;B型芯体是将电阻片及电极用环氧浸渍的无碱玻璃丝带卷绕并加热固化;C型芯体也是先将电阻片及电极用环氧浸渍的无碱玻璃丝带卷绕并加热固化,再用环氧树脂浇注并加热固化;D型芯体是先将电阻片及电极用热缩塑料套固定,再用环氧树脂浇注并加热固化。

电阻片的尺寸为 34×20.5mm。

另外,为了研究避雷器的内外绝缘性能,还用绝缘棒替代电阻片制成“等形于”避雷器的绝缘体试品。

3复合外套氧化锌避雷器的性能试验和分析对于上述四种复合外套氧化锌避雷器的结构,其物理电气性能在哪些方面有差别?差别到底有多大?这就是笔者要研究和解决的问题。

参照复合外套氧化锌避雷器的相关标准就会发现,在所有的试验项目中只有以下几个项目与上述避雷器的内部结构有关联,而其余项目与避雷器结构无关或关系很小。

因此,这里只选择以下几个试验项目进行试验。

3.14/10大电流冲击试验对于复合外套氧化锌避雷器所用的 34×20.5mm电阻片,其4/10μs大电流冲击水平一直是我国向IEC标准(即达到65kA)以及国外先进水平冲击的目标,目前我国部分生产厂还不能完全满足IEC的要求。

众所周知,在进行4/10μs大电流冲击试验中,由于残压高,往往沿电阻片侧面发生闪络或斜穿闪,为了解决这一问题,通过电阻片侧面绝缘保护材料的工艺改性,或加强避雷器内绝缘特性等措施可以提高避雷器4/10μs大电流冲击性能。

用过去广泛使用的145绝缘漆侧面保护的电阻片串联制成比例单元,其直流1mA参考电压为8.8kV~8.9kV,每种结构的避雷器比例单元三只,大电流从低向高逐级试验,每只试品按照避雷器标准的要求试验两次,试验结果如表1所示。

表1四种避雷器比例单元的4/10μs大电流冲击试验结果kA试品分类A型B型C型D型试品编号A1A2A3B1B2B3C1C2C3D1D2D3第一次试验525662556768556668566366第二次试验54××586970596770586568注:表中×表示试验未通过从试验结果看出,B型、C型和D型试品都能通过两次65kA的大电流冲击,而A型未通过55kA的大电流,说明A型避雷器电阻片与环氧玻璃丝管之间存在气体间隙,其沿面闪络电压比固体绝缘材料击穿电压要低得多,因此A型避雷器的4/10μs大电流冲击性能比其它三种要低。

3.2局部放电由于复合外套氧化锌避雷器的内外绝缘均为有机复合材料,而局部放电对有机绝缘材料的损害十分突出,在持续运行电压下的局部放电量反映着避雷器的制造水平,虽然IEC标准规定1.05倍Uc下为50pC,但国外大部分制造厂家都规定的很小,如IBB公司规定为不大于5pC。

为了研究上述四种结构避雷器在工频电压下的局部放电特性,本文分别用避雷器、以及用绝缘棒替代电阻片制成“等形于”避雷器的绝缘体来测量四种绝缘结构的局部放电特性。

由于试品的起始和熄灭放电电压大部分都大于1.05Uc,其中Uc取为13.6kV,因此,笔者通过测量各种试品在局部放电量为5pC时的起始放电电压,来比较各种结构的局部放电特性,测量结果如表2所示。

从测量结果看出,“等形于”避雷器的绝缘体的起始放电电压均高于避雷器本身,而且从局部放电波形中观测到,所有试品的放电特征都是电晕放电,说明复合外套氧化锌避雷器的局部放电起始于边缘(或尖端)的电晕放电,而不是气体间隙放电,A型结构比其它三种结构的起始放电电压略低,这正是由于在A型结构中,内部的电极及弹簧等在气体媒介中首先产生电晕放电。

由此看来,改善电阻片界面处的局部放电特性是提高避雷器整体局部放电特性的主要途径。

表2四种避雷器及其绝缘体的起始放电电压kV3.3避雷器绝缘的耐压和泄漏电流为了得到复合外套氧化锌避雷器的内外绝缘的耐压特性和泄漏电流,采用上述“等形于”避雷器的绝缘体的试品进行1分钟工频(干)和15次标准冲击(1.2/50)耐受试验,以及直流泄漏电流的测量。

试验和测量的结果如表3中所示,其中耐受电压值已折算为标准大气条件下的电压值,泄漏电流为表中盐水浸泡前泄漏电流值。

从以上结果看出,避雷器内外绝缘的工频和冲击耐受电压都超过10kV电压等级避雷器的相关标准,完全满足避雷器的制造要求,在直流电压下的泄漏电流也远远小于避雷器电阻片对应电压下的电流值。

3.4密封和热老化关于复合外套氧化锌避雷器的密封性检验,在型式试验中是42h盐水沸煮后测量其泄漏电流,根据水煮前后泄漏电流的变化量来判断避雷器密封性能。

但对于用树脂和玻璃丝复合卷(缠)绕作为内绝缘的避雷器,如同本文B型和C型结构,在一定温度下经过长时间热作用后,避雷器电阻片的非线性特性会发生变化,这样使人误认为避雷器的密封性不良。

这是由于树脂固化中添加了一些类似于促进剂的材料,它在长时间的热作用下会向电阻片亚表面层扩散,从而使电阻片亚表面层的非线性特性发生变化,导致避雷器的泄漏电流的增大。

因此,为了避免这种混淆,将42h盐水沸煮试验分为168h盐水浸泡和150h短期热老化试验,以此分别检验复合外套氧化锌避雷器的密封性和短期热稳定性。

复合外套氧化锌避雷器的内部没有空腔,“呼吸”作用很小,主要是水分或潮气的渗透作用,因此我们主要以浸泡试验为主,并适当考虑一些“呼吸”作用。

采用“等形于”避雷器的绝缘体做试验,以能在较高的电压下测量泄漏电流,试品首先在100℃干燥箱中保持3h,完成“呼”气的过程,然后立即放入室温(约24℃)的氯化钠盐水中浸泡168h,完成“吸”水和渗透的过程,盐水的电阻率为400Ω·cm,最后从盐水中取出试品冲洗净并自然凉干,24h后测量直流泄漏电流,试验结果如表3中所示。

从结果来看,其泄漏电流的变化量最大不超过4μA,说明四种结构的密封性都优良。

为了测量在热作用下,复合外套氧化锌避雷器电阻片的非线性特性的变化,以及避雷器绝缘体的短期热稳定性,分别在避雷器和绝缘体试品上进行100℃干燥箱短期热老化试验,每累计50h老化后取出试品在室温下测量直流泄漏电流,试验电压分别取为直流20kV和50kV,试验结果如表4所示。

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