线路避雷器的原理及技术要求)

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二、线路避雷器的作用
线路避雷器是近年来用作架空输电线路加强防雷保护较为有效 的方法,能实现绕击和反击保护
二、线路避雷器的作用
线路避雷器应用情况及效果评估 虽然避雷器仅能保护并联的绝缘子,不能保护其他相,也不能保护临
基杆塔,但依然是目前公认效果最好的防雷措施
线路避雷器效果 较好,如何才能 用好线路避雷器?
子的安全距离 • 避雷器与带电体的距
离 • 钢架的选择与安装 • 弧形电极的方向 • 间隙的尺寸 • 计数器的安装等
2、安装线路避雷器
直线塔安装
部分安装与细节
部分安装与细节
部分安装与细节
六、线路避雷器的安装
2、安装线路避雷器
耐张塔安装 耐张塔因无法实施安装纯空气间隙避雷器,仅能安装
带绝缘子间隙避雷器,使用带绝缘子间隙避雷器,安装应 注意: • 安装点是否处于重冰区 • 安装点是否处于强风区 • 避雷器的位置、避雷器与被保护绝缘子的安全距离、钢
七、线路避雷器的运行维护
线路避雷器的运行维护
线路避雷器的台账并密切加强监视 线路避雷器的正常巡视和特殊巡视,确保装置运行
的可靠性 结合线路检修开展的线路避雷器检查
避雷器本体外观目测;串联间隙、上下电极测量和 检查;高压电极和接地端连线检查;连接件检查;检 查在线或离线监测装置等等。 线路避雷器计数器的动作情况, 雷雨季节后(如
1. 安装容易
六、线路避雷器的安装
线路避雷器的安装
安装过程根据塔形的不同, 采用不同的安装方式,除了避 雷器本体外,还涉及到支架选 择、安装、计数器安装、据带 电体距离大小以及避雷器间隙 的确定等。
六、线路避雷器的安装
2、安装线路避雷器
直线塔安装 直线塔使用空气间隙
避雷器,安装应注意 • 避雷器的位置 • 避雷器与被保护绝缘
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五、线路避雷器的选型
线路避雷器的选型
推荐
缺点:
带纯空气间隙
1. 空气间隙避雷器在大风作用下, 间隙距离会发生变化
2. 安装复杂,且需调整间隙
优点:
1. 可靠性高、寿命长,即使避雷器故
障,间隙 依然可以起到隔离作用
缺点: 带绝缘子间隙
1. 复合绝缘子本身有老化和维护的 问题
2. 连接部位受力问题 优点:
圆饼状的氧化锌阀片
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一、线路避雷器的原理 氧化锌元件的伏安特性可由下式表示:
U CIa
其非线性系数a与电流密度有关,一般为 0.01~0.04,在大的雷电流下,a也不大于0.1。
氧化锌阀片与碳 化硅阀片伏安特 性比较
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一、线路避雷器的原理
分类
线路避雷器
带串联间隙线路 避雷器
内间隙 外间隙
无间隙线路避雷 器(带脱离器)
六、线路避雷器的安装
5、线路避雷器纯空气间隙安装时应满足要求; 6、线路避雷器的计数器应选择具有大盘径、粗指针的 计数器,以易于塔下查看读取数据,安装时计数器面 板朝下。计数器安装时,通过软导线与避雷器接地端 子相连,计数器朝向主横担侧,也可安装在杆塔塔头 主横担上靠近避雷器侧的位置(打孔),但距避雷器 的位置不应超过2m。
不带支撑件 间隙(纯空
气间隙)
带支撑件间 隙
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带绝缘支撑件间隙线路避雷器
9
不带绝缘支撑件间隙线路避雷器 (纯空气间隙线路避雷器)
带脱离器的无间隙线路避雷器
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一、线路避雷器的原理
带串联间隙金属氧化物避雷器
其目的是在雷电过电压的情况下保护与之并联 的绝缘子串,故串联间隙应仅在快波前过电压下击 穿,而能承受各种工频和系统中出现的缓波前过电 压(操作过电压)。
如下表:
系统标称电压有效值 (kV)
2ms方波冲击电流值(A)
大电流冲击耐受电流峰 值(kA)
110
400
100
220
600
100
500
1200
100
20
• 三、线路避雷器的性能要求
额定电压、标称放电电流
110kV、220kV和500kV线路避雷器的额定电压分 别 建 议 选 择 108kV 、 192kV 和 396kV ; 110kV 、 220kV 标称放电电流建议选择10kA,500kV选择20kA。
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线路避雷器的技术要求
线路避雷器选点 线路避雷器的选型 线路避雷器的安装 线路避雷器的维护运行
参考线路避雷器安装、选 点原则
推荐采用带纯空气间隙
推荐采用支架悬式安装
• 带外间隙线路避雷器免 维护
• 做好计数器的跟踪
线路避雷 器顺利发
挥作用
谢 谢!
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二、线路避雷器的作用
避雷器的基本功能
避雷器应具有以下四种机能: 1)抑制过电压的机能; 2)冲击电流的通流机能; 3)从瞬时接地状态下自我恢复性能(续流遮断性 能); 4)不发生不必要的动作。
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二、线路避雷器的作用
为什么在雷电过电压出现期间,流经 避雷器的大电流没有造成线路保护动作?
电力系统工频周期为20ms,继电保护 的采样周期在1ms左右。而雷电波的半波 长为10s数量级,即避雷器泄放电流的过 程相对继电保护的反应时间来说可忽略。
六、线路避雷器的安装
• 上表需进行海拔修正,如1000m以下,220kV 最 小 间 隙 不 低 于 1.9m , 2000m 时 应 不 低 于 2.09m,3000m时应不低于2.28m
六、线路避雷器的安装
3、线路避雷器安装支架可采用两根角钢靠背双并斜担 在杆塔塔头主横担上或者采用槽钢、角钢结合的方式 ,采用的槽钢、角钢型号应满足避雷器承力要求,如 安装220kV线路避雷器采用两根角钢应不低于L63*6, 若采用槽钢、角钢结合的方式,槽钢不低于10号; 4、线路避雷器安装时,为保障间隙距离的有效性,避 雷器尾端弧形电极长轴方向应与下方导线垂直;
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一、线路避雷器的原理
发展过程
复合外套氧化锌避雷器是集合复合绝缘子与氧化 锌避雷器的优点而迅猛发展起来的。70年代发展起 来的氧化锌避雷器,以其优异的非线性、大通流容 量等优点,取代了当时大量使用的碳化硅避雷器;
与之同时开发成功的复合绝缘子,其重量轻、耐 污性能好等优点为避雷器所利用。
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一、线路避雷器的原理
- 15 -
三、线路避雷器的性能要求
机械性能
悬挂式安装时,应进行拉伸负荷试验:型式和抽 样试验取避雷器自重的15倍,耐受60s不损坏。试验 前后避雷器本体局放变化不大于10pC,局放量不大 于10pC,直流参考电压变化不大于5%。
非悬挂式安装时,应进行抗弯负荷试验
注:线路避雷器本体在型式试验时,不是设计用 于扭转负荷的,如果要化物避 雷器与绝缘子 串相并联,它 由金属氧化物 避雷器本体和 串联间隙两部 分构成。
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一、线路避雷器的原理
非线性特性
氧化锌避雷器的特性主要是 由材料的非线性特性决定。
氧化锌元件的非线性特性主 要是由晶界层形成的,在低电 场强度下其电阻率为 1010~1011W·m , 而 当 电 场 强 度 达 到 106~107V/m 时 , 其 电 阻 率 骤然下降进入低电阻状态。
216 220
-
-
-
716 640 320
-
-
-
396 500 1171 1050 561
-
-
-
-
-
-
768 1000 2365 2150 1086a
-
-
-
-
-
-
% a为直流参考电流2mA下的直流参考电压值。
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三、线路避雷器的性能要求
电流冲击耐受
避雷器本体应通过2ms方波电流耐受试验、大电 流冲击耐受试验以及大电流冲击负载试验。试验值
标称放电电流5 kA等级
SVU 参考电
压 (有效 值)
系统 电压 (有效 值)
陡波冲 击电流 残压
雷电冲 击电流 残压
直流1 mA
参考电 压
陡波冲 击电流 残压
雷电冲 击电流 残压
直流1 mA
参考电 压
陡波冲 击电流 残压
雷电冲 击电流 残压
直流1 mA
参考电 压
(峰值)不大 于
不小于
(峰值)不大 于
复合外套外观
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三、线路避雷器的性能要求
对避雷器应进行雷电冲击50%放电电压试验和工 频耐受电压试验,其试验值应与线路绝缘水平相配 合,以保证避雷器在雷电过电压下放电,而在工频 过电压下不放电。典型推荐值见下表。
系统标称电压(有 效值)
工频耐受电压(有 效值)不小于
雷电冲击50%放 电电压(峰值)
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三、线路避雷器的性能要求
参考值如下:
系统标称 电压(kV)
110 220
纯空气间隙(mm)
典型间隙参 部分厂


430±20 400~480
850±50 820~880
绝缘支撑间隙(mm)
典型间隙 参考
480±10
部分厂家 480
980±10
820
500
1500±150
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四、线路避雷器的选点
线路避雷器的原理 及技术要求
国网四川省电力公司电力科学研究院 2013年9月
一、线路避雷器的原理
定义
交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器 为并联连接在线路绝缘子的两端,用于限制线路 上的雷电过电压的复合外套金属氧化物避雷器(以 下简称线路避雷器)。
金属氧化物避雷器(压敏避雷器)是以氧化锌 (ZnO)基压敏电阻(非线性电阻)组成的。
不大于
110
185
560
220
370
960
500
567
1760
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三、线路避雷器的性能要求
避雷器冲击伏秒特性
避雷器的冲击伏秒特性曲线应比被保护的绝缘子 串的伏秒特性曲线至少低10%。
避雷器本体的局部放电
不应大于10pC。
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三、线路避雷器的性能要求
标称放电电流20 kA等级
标称放电电流10 kA等级
架的选择与安装、计数器的安装等(与纯空气间隙一致) • 绝缘子的安装形式
部分安装与细节
➢ 避雷器一端通过铁塔接地,一端通过固定绝缘子间隙直接 搭接在导线上,避雷器采用垂直下垂的方式。
部分安装与细节
线路避雷器的技术要求
六、线路避雷器的安装
1、线路避雷器在安装前应严格按照规程开展交接试 验; 2、安装支架伸出距离应满足避雷器与被保护绝缘子 的安全距离大于最大间隙距离的要求,并留有一定 裕度,防止避雷器对绝缘子金具放电,如220kV线路 避雷器与接地体的空气距离不低于1.9m;
不小于
(峰值)不大 于
不小于
90 110
-
-
-
292 260 130 292 260 130
96 110
-
-
-
314 280 140 314 280 140
108 110
-
-
-
358 320 160
-
-
-
180 220
-
-
-
584 520 260
-
-
-
192 220
-
-
-
628 560 280
-
-
-
线路避雷器选点 经常发生多雷区安装线路避雷器一基 被保护,但临近杆塔跳闸?
大跨越
水域
线路雷击 跳闸的
影响因素
雷电 活动
山坡 矿产
• 四、线路避雷器的选型
线路避雷器宜选择带串联间隙的避雷器。 1)“架空输电线路差异化防雷工作指导意见” (国家电网生〔2011〕500号):线路避雷器宜选择 带串联间隙的避雷器。 2)由于串联间隙的隔离作用,避雷器本体部分 基本不承担系统运行电压,可以不考虑长期运行电 压下的电老化问题,且本体部分的故障不会对线路 运行产生隐患。
1)避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最 大运行工频电压有效值,选择避雷器额定电压时, 仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂 时过电压。
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三、线路避雷器的性能要求
间隙距离
按如下2个原则确定串联间隙长度: 1)线路避雷器串联间隙距离应足够大,能承受 避雷器所安装线路系统最大过电压。 2)线路避雷器串联间隙距离应足够小,使得雷 击杆塔时线路避雷器能在绝缘子串闪络之前动作。
9~12月)及时记录雷击动作情况
七、线路避雷器的运行维护
3)运行3~5年后的线路避雷器可进行抽样试验, 抽样避雷器进行直流试验,如抽样避雷器试验不满 足要求,要求对同批次避雷器加大抽样比例,如仍 出现一支不合格,应扩大同批次避雷器试验,确定 是否能够继续运行。
4)动作极为频繁(如20次)的避雷器应进行缩 短周期进行直流试验,试验不合格应退出运行。
自1980年开始,国外提出了在线路上安装氧化锌 避雷器来减少雷击故障的需求。美国和日本先后成 功地将避雷器应用于线路上。
我国从1993年开始研制和应用线路型避雷器。 目前,复合外套氧化锌避雷器已在110kV至500kV 输电线路上广泛应用。
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一、线路避雷器的原理
带串联间隙金属氧化物避雷器 结构及安装示意图
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