避雷器结构和试验
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避雷器结构和试验
安装在输电线路上的带有间隙的复合外套 ZnO避雷器
1-复合外套氧化锌 避雷器本体 2-串联间隙环状电 极 3-固定间隙距离用 的合成绝缘子 4-线路绝缘子串
避雷器结构和试验
避雷器结构和试验
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 避雷器结构和试验
微观结构示意图
避雷器结构和试验
避雷器对过电压的保护作用：
避雷器结构和试验
电力避雷器涉及的几个指标
（1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。 （2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束后，
但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频 短路接地电流。 （3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与 时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。 （4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零 后，间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最 大工频电压，又称电弧电压。
避雷器结构和试验
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 。
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 。
避雷器结构和试验
对电力避雷器的基本要求
（1）避雷器的伏秒特性的上限不 得高于电气设备的伏特特性的下
限。
避雷器的伏秒特性
电气设备的伏秒特性
（2）要求避雷器间隙绝缘强 度的恢复程度高于避雷器上恢 复电压的增长程度。
避雷器恢复电压
避雷器结构和试验
电气设备的最高工频电压 绝缘强度恢复高于
绝缘强度恢复低于
工频电压
避雷器结构和试验
避雷器结构和试验
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、评价氧化锌避雷器性 能优劣的指标
7、产品型号说明 8、氧化锌避雷器试验 9、氧化锌避雷器带电测
试 10、避雷器故障分析
氧化锌 晶粒
晶介层
避雷器结构和试验
等效电路图
避雷器结构和试验
氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线
避雷器结构和试验
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
避雷器结构和试验
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。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。
均压电阻
主火花间隙
辅助间隙
磁吹线圈
避雷器结构和试验
阀片电阻
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。
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。
避雷器结构和试验
通流容量
它表示阀片耐受通过电流的能力，通常 用短持续时间（4/10 µs ）大冲击电流（1065kA）作用2次和长持续时间（0.5-3.2ms） 近似方波电流（150-1500A）多次作用表征 。我国目前大多用通过2ms方波电流值作为 避雷器的通流容量。
避雷器结构和试验
标称放电电流（In）
用来划分避雷器等级的、具有8/20 µs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。
避雷器结构和试验
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。
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
金属氧化物避雷器（MOA）
避雷器结构和试验
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。
1－圆钢； 2－主间隙； 3－辅助间隙； 4－被保护物； 5－保护间隙
避雷器结构和试验
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。
避雷器结构和试验
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。
ZnO、SiC和理想避雷器 伏安特性曲线的比较
避雷器结构和试验
五、氧化锌避雷器的主要电气参数
避雷器结构和试验
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。
避雷器结构和试验
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。
GIS型
氧化锌避雷器的结构
目前国内输变电设备保护 主要采用金属氧化物避雷器 (MOA)。氧化锌避雷器由一个 或并联的两个非线性电阻片叠 合圆柱构成。它根据电压等级 由多节组成，35～110kV氧化 锌是单节的，220kV氧化锌是 两节的，500kV氧化锌是三节 的，而750kV氧化锌则是四节 的。
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
避雷器结构和试验
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
避雷器结构和试验
安装在输电线路上的带有间隙的复合外套 ZnO避雷器
1-复合外套氧化锌 避雷器本体 2-串联间隙环状电 极 3-固定间隙距离用 的合成绝缘子 4-线路绝缘子串
避雷器结构和试验
避雷器结构和试验
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 避雷器结构和试验
微观结构示意图
避雷器结构和试验
避雷器对过电压的保护作用：
避雷器结构和试验
电力避雷器涉及的几个指标
（1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。 （2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束后，
但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频 短路接地电流。 （3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与 时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。 （4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零 后，间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最 大工频电压，又称电弧电压。
避雷器结构和试验
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 。
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 。
避雷器结构和试验
对电力避雷器的基本要求
（1）避雷器的伏秒特性的上限不 得高于电气设备的伏特特性的下
限。
避雷器的伏秒特性
电气设备的伏秒特性
（2）要求避雷器间隙绝缘强 度的恢复程度高于避雷器上恢 复电压的增长程度。
避雷器恢复电压
避雷器结构和试验
电气设备的最高工频电压 绝缘强度恢复高于
绝缘强度恢复低于
工频电压
避雷器结构和试验
避雷器结构和试验
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、评价氧化锌避雷器性 能优劣的指标
7、产品型号说明 8、氧化锌避雷器试验 9、氧化锌避雷器带电测
试 10、避雷器故障分析
氧化锌 晶粒
晶介层
避雷器结构和试验
等效电路图
避雷器结构和试验
氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线
避雷器结构和试验
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
避雷器结构和试验
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。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。
均压电阻
主火花间隙
辅助间隙
磁吹线圈
避雷器结构和试验
阀片电阻
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。
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。
避雷器结构和试验
通流容量
它表示阀片耐受通过电流的能力，通常 用短持续时间（4/10 µs ）大冲击电流（1065kA）作用2次和长持续时间（0.5-3.2ms） 近似方波电流（150-1500A）多次作用表征 。我国目前大多用通过2ms方波电流值作为 避雷器的通流容量。
避雷器结构和试验
标称放电电流（In）
用来划分避雷器等级的、具有8/20 µs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。
避雷器结构和试验
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。
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
金属氧化物避雷器（MOA）
避雷器结构和试验
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。
1－圆钢； 2－主间隙； 3－辅助间隙； 4－被保护物； 5－保护间隙
避雷器结构和试验
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。
避雷器结构和试验
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。
ZnO、SiC和理想避雷器 伏安特性曲线的比较
避雷器结构和试验
五、氧化锌避雷器的主要电气参数
避雷器结构和试验
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。
避雷器结构和试验
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。
GIS型
氧化锌避雷器的结构
目前国内输变电设备保护 主要采用金属氧化物避雷器 (MOA)。氧化锌避雷器由一个 或并联的两个非线性电阻片叠 合圆柱构成。它根据电压等级 由多节组成，35～110kV氧化 锌是单节的，220kV氧化锌是 两节的，500kV氧化锌是三节 的，而750kV氧化锌则是四节 的。
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
避雷器结构和试验
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
避雷器结构和试验