避雷器结构以及试验
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
避雷器结构和试验
避雷器结构以及试验
主要内容
1、避雷器基本知识 2、避雷器的分类 3、各类避雷器的特点 4、金属氧化物避雷器（MOA） 5、氧化锌避雷器的主要电气参数 6、型号说明 7、氧化锌避雷器试验
避雷器结构以及试验
一、避雷器基本知识
定义 能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量、 保护电气设备免受瞬时过电压（雷电过电压、操作过电压、 工频暂态过电压冲击）危害，又能截断续流，不致引起系 统接地短路的电器装置 。
避雷器结构以及试验
标称放电电流（In）
用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的 雷电冲击电流峰值。有1.5、2.5、5、10、20kA 五个等级，前三级分别与中性点、电机型避雷器 、电容型避雷器等相对应，电站用避雷器一般用 后三个等级。
避雷器结构以及试验
残压（峰值）
放电电流流过避雷器时其端子间出现的电 压峰值。
金属氧化物避雷器（MOA）
避雷器结构以及试验
保护间隙
保护间隙由两个间隙（即主间隙和辅助 间隙）组成，常用的角型间隙与被保护设 备并联的接线图如下。
避雷器结构以及试验
排气式避雷器
也称管型避雷器，实质上是一种具有较 高熄弧能力的保护间隙。
避雷器结构以及试验
阀式避雷器
阀式避雷器的基本元件为间隙和非线性 电阻（又称阀片)串联。
七、氧化锌避雷器试验
测量绝缘电阻 直流1mA电压U1mA及0.75 倍U1mA下泄漏
避雷器结构以及试验
四、金属氧化物避雷器（MOA）
其核心元件是ZnO阀片，氧化锌阀片具 有很理想的非线性伏安特性。
瓷套型
复合型
避雷器结构以及试验
GIS型
氧化锌避雷器结构简图
工作母线
氧化锌（压敏）电阻片 计数 器 避雷器结构以及试验
微观结构示意图
氧化锌 晶粒 晶介层
氧化锌电阻片微观结构示意图
金属氧化物的主要成分为氧化锌晶粒（90%），和少量其他氧化物 即所谓微量元素以及微量金属玻璃粉。
陡波冲击 电流残压
放电电流峰值 （kA）
5，10，20
波前时间/半峰时间 （µS）
1/5
雷电冲击
电流残压 5，10，20
8/20
操作冲击 电流残压
0.5，1，2
避雷器结构以及试验
30/80
压比（保护比）
避雷器的保护性能一般以压比（=残压/ 参考电压）来说明，压比愈小，则避雷器 的保护性能愈好。雷电冲击残压与参考电 压之比，例如10kA压比为U10kA/U1mA。目前 产品的保护比约为1.6～2.0。
避雷器结构以及试验
避雷器保护水平
雷电冲击保护水平 陡波电流冲击下最大残压除以1.15和雷电冲
击最大残压两值中较大者为避雷器的雷电冲击 保护水平 操作冲击保护水平
避雷器的操Baidu Nhomakorabea冲击保护水平是规定的操作电 流冲击下最大残压
避雷器结构以及试验
六、型号说明
避雷器结构以及试验
Y10W-420/958 瓷套、标称放电电流10kA、无间隙、（电站型）
工频参考电压（Uref.ac） ：在避雷器通过工频参考
电流时测出的避雷器的工频电压最大值除以2。通常 Uref低于或接近于“拐点”，高于Ur。 Uref .ac的作用 是选择试品，对于用户作为监控运行情况的参考。
避雷器结构以及试验
0.75倍直流参考电压下泄漏电流
0.75U1mA下漏电流一般不超过50A。 多柱并联和额定电压216kV以上的避雷器 漏电流由制造厂和用户协商规定。
避雷器结构以及试验
三、各类避雷器的缺点
保护间隙和排气式避雷器的缺点 伏秒特性较陡且放电分散性大，而一般变压器 和其他设备绝缘的冲击放电特性较平，二者不 能很好配合。 动作后工作母线直接接地形成幅值很高的截波 ，危及变压器纵绝缘。
阀式避雷器的缺点 普通型没有强迫熄弧的措施，其阀片的热容量 有限，不能承受较长时间的内过电压冲击电流 的作用。 磁吹型通流容量大，但是阀片电阻的非线性系 数较高
作用 当过电压出现时，避雷器两端子间的电压不超过规 定值，使电气设备免受过电压损坏；过电压作用后，又能 使系统迅速恢复正常状态，以保证系统正常供电 。
避雷器结构以及试验
避雷器对过电压的保护作用：
避雷器结构以及试验
二、避雷器的分类
保护间隙 排气式避雷器 阀式避雷器
普通阀式避雷器 磁吹式避雷器
避雷器结构以及试验
等效电路图
其中rg代表氧化锌晶粒电阻，具有
rg
低阻特性
rp代表晶介层（Bi2O3）电阻，是非 rp
Cp
线性的，电阻率很大
Cp代表晶介层电容
氧化锌阀片等值电路图
避雷器结构以及试验
氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线
避雷器结构以及试验
氧化锌避雷器的优点
氧化锌避雷器的优点 保护性能优越－残压低、相应时间快、陡波特 性平坦 无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强 通流容量大 性能稳定，抗老化能力强 结构简单，尺寸小，易于批量生产，造价低
避雷器结构以及试验
持续运行电流（Ic）
指在持续运行电压下，流过避雷器的电 流，包含阻性电流分量和容性电流分量， 持续电流随温度的变化而变化，并受对地 杂散电容的影响。
避雷器结构以及试验
起始动作电压（参考电压） （Uref ）
直流参考电压（Uref.dc） ：避雷器直流参考电流是其
伏安特性曲线拐点附近的某一电流值，其值大约为1mA。 在直流参考电流下测出的避雷器的直流电压平均值。直流 1mA参考电压（U1mA）值一般等于或大于避雷器的额定 电压的峰值。
避雷器结构以及试验
五、氧化锌避雷器的主要电气参数
避雷器结构以及试验
额定电压（Ur）
施加到避雷器端子间的最大工频电压 有效值，按照此电压所设计的避雷器，能 在规定的动作负载试验中确定的暂时过电 压下正确地动作。
避雷器结构以及试验
持续运行电压（Uc）
允许持久的施加在避雷器端子间的工频 电压有效值。该电压决定了避雷器长期工作 的老化性能，即避雷器吸收过电压能量后温 度升高，在此电压下应能正常冷却，不发生 热崩溃。
额定电压420kV、标称放电电流下残压958kV
Y5WZ-17/45 瓷套、标称放电电流5kA、无间隙、电站型
额定电压17kV、标称放电电流下残压45kV
HY5WS2-17/50 复合外套、标称放电电流5kA、无间隙、配电型、
产品设计序号2、额定电压17kV、标称放电电流下残 压50kV
避雷器结构以及试验
避雷器结构以及试验
主要内容
1、避雷器基本知识 2、避雷器的分类 3、各类避雷器的特点 4、金属氧化物避雷器（MOA） 5、氧化锌避雷器的主要电气参数 6、型号说明 7、氧化锌避雷器试验
避雷器结构以及试验
一、避雷器基本知识
定义 能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量、 保护电气设备免受瞬时过电压（雷电过电压、操作过电压、 工频暂态过电压冲击）危害，又能截断续流，不致引起系 统接地短路的电器装置 。
避雷器结构以及试验
标称放电电流（In）
用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的 雷电冲击电流峰值。有1.5、2.5、5、10、20kA 五个等级，前三级分别与中性点、电机型避雷器 、电容型避雷器等相对应，电站用避雷器一般用 后三个等级。
避雷器结构以及试验
残压（峰值）
放电电流流过避雷器时其端子间出现的电 压峰值。
金属氧化物避雷器（MOA）
避雷器结构以及试验
保护间隙
保护间隙由两个间隙（即主间隙和辅助 间隙）组成，常用的角型间隙与被保护设 备并联的接线图如下。
避雷器结构以及试验
排气式避雷器
也称管型避雷器，实质上是一种具有较 高熄弧能力的保护间隙。
避雷器结构以及试验
阀式避雷器
阀式避雷器的基本元件为间隙和非线性 电阻（又称阀片)串联。
七、氧化锌避雷器试验
测量绝缘电阻 直流1mA电压U1mA及0.75 倍U1mA下泄漏
避雷器结构以及试验
四、金属氧化物避雷器（MOA）
其核心元件是ZnO阀片，氧化锌阀片具 有很理想的非线性伏安特性。
瓷套型
复合型
避雷器结构以及试验
GIS型
氧化锌避雷器结构简图
工作母线
氧化锌（压敏）电阻片 计数 器 避雷器结构以及试验
微观结构示意图
氧化锌 晶粒 晶介层
氧化锌电阻片微观结构示意图
金属氧化物的主要成分为氧化锌晶粒（90%），和少量其他氧化物 即所谓微量元素以及微量金属玻璃粉。
陡波冲击 电流残压
放电电流峰值 （kA）
5，10，20
波前时间/半峰时间 （µS）
1/5
雷电冲击
电流残压 5，10，20
8/20
操作冲击 电流残压
0.5，1，2
避雷器结构以及试验
30/80
压比（保护比）
避雷器的保护性能一般以压比（=残压/ 参考电压）来说明，压比愈小，则避雷器 的保护性能愈好。雷电冲击残压与参考电 压之比，例如10kA压比为U10kA/U1mA。目前 产品的保护比约为1.6～2.0。
避雷器结构以及试验
避雷器保护水平
雷电冲击保护水平 陡波电流冲击下最大残压除以1.15和雷电冲
击最大残压两值中较大者为避雷器的雷电冲击 保护水平 操作冲击保护水平
避雷器的操Baidu Nhomakorabea冲击保护水平是规定的操作电 流冲击下最大残压
避雷器结构以及试验
六、型号说明
避雷器结构以及试验
Y10W-420/958 瓷套、标称放电电流10kA、无间隙、（电站型）
工频参考电压（Uref.ac） ：在避雷器通过工频参考
电流时测出的避雷器的工频电压最大值除以2。通常 Uref低于或接近于“拐点”，高于Ur。 Uref .ac的作用 是选择试品，对于用户作为监控运行情况的参考。
避雷器结构以及试验
0.75倍直流参考电压下泄漏电流
0.75U1mA下漏电流一般不超过50A。 多柱并联和额定电压216kV以上的避雷器 漏电流由制造厂和用户协商规定。
避雷器结构以及试验
三、各类避雷器的缺点
保护间隙和排气式避雷器的缺点 伏秒特性较陡且放电分散性大，而一般变压器 和其他设备绝缘的冲击放电特性较平，二者不 能很好配合。 动作后工作母线直接接地形成幅值很高的截波 ，危及变压器纵绝缘。
阀式避雷器的缺点 普通型没有强迫熄弧的措施，其阀片的热容量 有限，不能承受较长时间的内过电压冲击电流 的作用。 磁吹型通流容量大，但是阀片电阻的非线性系 数较高
作用 当过电压出现时，避雷器两端子间的电压不超过规 定值，使电气设备免受过电压损坏；过电压作用后，又能 使系统迅速恢复正常状态，以保证系统正常供电 。
避雷器结构以及试验
避雷器对过电压的保护作用：
避雷器结构以及试验
二、避雷器的分类
保护间隙 排气式避雷器 阀式避雷器
普通阀式避雷器 磁吹式避雷器
避雷器结构以及试验
等效电路图
其中rg代表氧化锌晶粒电阻，具有
rg
低阻特性
rp代表晶介层（Bi2O3）电阻，是非 rp
Cp
线性的，电阻率很大
Cp代表晶介层电容
氧化锌阀片等值电路图
避雷器结构以及试验
氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线
避雷器结构以及试验
氧化锌避雷器的优点
氧化锌避雷器的优点 保护性能优越－残压低、相应时间快、陡波特 性平坦 无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强 通流容量大 性能稳定，抗老化能力强 结构简单，尺寸小，易于批量生产，造价低
避雷器结构以及试验
持续运行电流（Ic）
指在持续运行电压下，流过避雷器的电 流，包含阻性电流分量和容性电流分量， 持续电流随温度的变化而变化，并受对地 杂散电容的影响。
避雷器结构以及试验
起始动作电压（参考电压） （Uref ）
直流参考电压（Uref.dc） ：避雷器直流参考电流是其
伏安特性曲线拐点附近的某一电流值，其值大约为1mA。 在直流参考电流下测出的避雷器的直流电压平均值。直流 1mA参考电压（U1mA）值一般等于或大于避雷器的额定 电压的峰值。
避雷器结构以及试验
五、氧化锌避雷器的主要电气参数
避雷器结构以及试验
额定电压（Ur）
施加到避雷器端子间的最大工频电压 有效值，按照此电压所设计的避雷器，能 在规定的动作负载试验中确定的暂时过电 压下正确地动作。
避雷器结构以及试验
持续运行电压（Uc）
允许持久的施加在避雷器端子间的工频 电压有效值。该电压决定了避雷器长期工作 的老化性能，即避雷器吸收过电压能量后温 度升高，在此电压下应能正常冷却，不发生 热崩溃。
额定电压420kV、标称放电电流下残压958kV
Y5WZ-17/45 瓷套、标称放电电流5kA、无间隙、电站型
额定电压17kV、标称放电电流下残压45kV
HY5WS2-17/50 复合外套、标称放电电流5kA、无间隙、配电型、
产品设计序号2、额定电压17kV、标称放电电流下残 压50kV
避雷器结构以及试验