第四章金属氧化物避雷器

4避雷器的型式与结构续
避雷器结构
瓷外套绝缘型交流无间隙金属氧化物避雷器
避雷器结构： ■单柱型 ■多柱并联型
其突出优点在于： ■采用高性能氧化锌电阻片，使产品通流能量大、大电
流冲击时残压低，保护性能好。 ■采用新型的防爆结构，当产品内部故障导致压力剧增
时，通过压力释放装置使内部压力得以释放。
依据主要标准： ■ GB11032-2000 《交流无间隙金属氧化物避雷器》 ■ GB311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘配合》
阀片受潮后或老化后，无间隙易爆炸
MOA优缺点续
现在试验研究表明，在气体绝缘金属封闭开关 设备(GIS)中，SF6隔离开关操作母线时产生515MHz高频操作过电压(VFTO)，波前很短，5 ～20μs，陡度很大。在这种VFTO冲击作用时 ，MOA的V-I特性显著高于标准规定的雷电过 电压水平。
5 举例一一直流泄漏及起始动作电压的测试与分析
6 举例二一运行电压下全电流及阻性电流的试验(带电测试)
7 避雷器计数器的动作特性试验
8 在线测试的思想
9
避雷器的试验案例分析
10
在线监测
3 避雷器的作用
1 电力系统过电压 a）暂时过电压（持续时间长） 单相接地、甩负荷、谐振等
b) 操作过电压 线路合闸及重合闸－断路器带合闸电阻,
含阻性分量和容性分量.
5 工频参考电流下的工频参考电压:
对避雷器(或避雷器元件)施加工频电压,当 通过试品上的阻性电流等于工频参考电流时,测 出试品上的工频电压峰值.参考电压等于该工频
电压峰值除以 和点)
2
? (工频交流电压下的饱
金属氧化物避雷器故障原因分析
1、老化现象
金属氧化物避雷器取消了串联 间隙，在电网运行电压作用下， 其上要流过泄漏电流，电流中 有功分量即阻性电流虽然很小， 但仍会使阀片升温，导致阻性 电流随时间缓慢增长，改变其 伏安特性，即老化现象。
瓷套型避雷器 （单元节结构图）
避雷器结构
应用高梯度阀片的GIS用高梯度避雷器
500kVHale Waihona Puke Baidu避雷器的比较
绝缘筒 均压环
绝缘子
连接导体
绝缘子
绝缘筒
均压电 容
导体
ZnO 阀片 (标准型)
旧式避雷器构造
- 重量减轻 - 体积减小 - 部件数量减少
均压 环
ZnO 阀片 (高梯度型)
高梯度避雷器构造
: 27 % : 22 % : 50 %
并联电抗器，避雷器做后备. c）雷电过电压 感应雷过电压、雷击输电线路导线、雷击
避雷线或杆塔引起的反击。避雷器限制雷击过 电压。
4 避雷器的型式与结构
保护间隙 一个或两个间隙 管式避雷器 多个均匀的小间隙 阀式避雷器
多个均匀的小间隙并联非线性电阻，电 阻非线性系数为0.25~0.45. 磁吹避雷器: 改进间隙来改善避雷器的 保护性能 氧化锌避雷器（MOA）
金属氧化物避雷器故障统计
金属氧化物避雷器故障统计
据统计，我国电力系统20世纪80~90年代应用金属氧 化物避雷器以来，110KV以上的国产避雷器已达7060 相，其中48相发生事故，占0.68%，90相退出运行， 占1.3%。其中60%事故由受潮引起。引进110KV以上 的避雷器有2000多相，其中23相损坏，退出运行30多 相。主要故障是由于老化、参考电压低、阀片温度系 数和电位分布不均匀等原因造成。
指允许持续加在避雷器两端子间的工频 电 压有效值,一般小于避雷器的额定电压.
5 MOA的特性参数
3 伏安特性 a点以前小电流区； 拐点b左右毫安级
残压区UNmA ，N为1～4， N＝1称为 MOA起始动作电压： U1mA。
5 MOA的特性参数
4 持续运行电流； 指在持续运行电压下,流过避雷器的电流,包
金属氧化物避雷器故障原因分析
3、受气候的影响 受到雨、雪、凝露及尘埃的污染，由于避雷器内外电
位分布不同，是金属氧化物阀片与外部瓷套之间产生 较大的电位差，导致径向局部放电现象发生，损坏避 雷器。 4、避雷器的机械强度 避雷器的瓷套、端子和机座由于设计工艺不良、大气 腐蚀、应力疲劳和地震等原因受机械力作用出现损坏。
同时因陡度大，呈现MOA和被保护物之间电压 差很大，MOA对防护VFTO作用很小，而另行 采取防护措施。同时应研究改善MOA的V-I特 性以及相应试验方法。
5 MOA的特性参数
1额定电压Ur : 由动作负载试验确定的避雷器上下两端子
间允许的最大工频电压有效值,避雷器在该电压 下应能正常工作.（我国为10秒定义Ur） Uc ≥0.8 Ur(进口取0.8) 2 持续运行电压Uc :
电力行业标准,现场绝缘试验实施导则避雷器试验
DL 475.5-92
中华人民共和国国家标准 ,交流无间隙金属氧化物 避雷器 GB 11032-2000 eqvIEC 60099-4:1991.
2 主要内容
1 MOA(氧化锌避雷器)的作用
2 避雷器的型式与结构
3 MOA的特性参数
4 MOA的试验项目(1交接;2预试;3GIS;4线路类)
两类避雷器材料的伏安特性比较
两类避雷器材料的伏安特性比较
两种避雷器的伏安特性比较
4 MOA优缺点
无间隙，基本无续流 伏安特性平坦，残压低，无截波，耐多重雷击或多次 操作波的能力强
伏安特性对称，正负极性过电压水平相当 间隙具有极性效应
MOA阀片可以并联使用，扩容，降残压
易于制成直流避雷器 因为直流续流不像工频续流那样会通过自然过零点
第四章
避雷器的试验、监测与诊断
方瑞明 博士/教授 Email: fangrm@yahoo.com.cn
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此外，单纯的机械应力也可以 引起老化现象（如运输过程）
金属氧化物避雷器故障原因分析
2、热击穿现象 阀片由于损耗而升温，而温度升
高后又使阀片电阻下降导致损耗 加大因此会出现正反馈过程。 以右图为例，环境温度200C，荷 电率为1.0的曲线，发热曲线与散 热曲线相交于A和B两个工作点。 A为稳定工作点，B为不稳定工作 点，这两个工作点将阀片温度分 为3个区域，当某一时刻阀片温度 处于II区时，散热功率大于发热 功率，阀片温度下降，直到A点， 此时散热功率等于发热功率，稳 定稳定。 可分析III区B点不稳定。