1、,避雷器的結(jié)構(gòu)與常規(guī)電氣試驗,氧化鋅避雷器,主要內(nèi)容,講課內(nèi)容,第一章、避雷器的基本知識,電力系統(tǒng)過電壓可分為三類： 1、暫時過電壓：這類過電壓一般由單相接地、甩負荷、或諧振等原因引起，持續(xù)時間較長。 2、操作過電壓：正常操作或故障時會使系統(tǒng)由一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生的電磁暫態(tài)過程，從而產(chǎn)生過電壓。 3、雷電過電壓，它分為以下三種： 1）感應(yīng)雷過電壓 2）雷直擊過電壓 3）雷擊桿塔引起的反擊過電壓。由于桿塔本身的電感和接地電阻的存在雷電流在桿塔導(dǎo)體電阻形成的壓降產(chǎn)生的反擊電壓，通常要求桿塔接地電阻小于10歐姆。,一、電力系統(tǒng)過電壓的分類,過電壓案例,電磁式電壓互感器一次繞組成星形

2、，中性點直接接地。當(dāng)進行某些操作時，電壓互感器的激磁阻抗與系統(tǒng)的對地電容形成非線性諧振回路，由于回路參數(shù)及外界激發(fā)條件的不同，可能造成分頻、工頻或高頻鐵磁諧振過電壓。統(tǒng)計表明，電磁式電壓互感器引起的鐵磁諧振過電壓是中性點不接地系統(tǒng)中最常見、且造成事故最多的一種內(nèi)部過電壓，嚴重地影響供電安全。,例,二、MOA(氧化鋅避雷器)的作用,電力系統(tǒng)運行的電氣設(shè)備除了承受正常運行電壓下的工頻電壓外，有時還會遭受到暫時過電壓、操作過電壓和雷電過電壓的作用。由于雷電過電壓和操作過電壓的幅值均會超過電力設(shè)備的絕緣耐受水平，在過電壓的沖擊下，會使設(shè)備絕緣損壞而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生事故。因此必須采取綜合措施來限制電力系統(tǒng)中

3、的過電壓。避雷器就是電力系統(tǒng)防雷保護措施之一。,1.避雷器是用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。 2. 工作原理： 通常避雷器接在系統(tǒng)與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。在正常運行電壓下，氧化鋅電阻片呈現(xiàn)極高的電阻，通過它的電流只有微安級；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)危害電器設(shè)備絕緣的過電壓時，由于氧化鋅電阻片的非線性，避雷器兩端的殘壓被限制在允許值之下，并且吸收過電壓能量，從而保護了電器設(shè)備的絕緣。,工程圖中符號,避雷器的運行特性1)在正常工作電壓情況下，避雷器對地有較高的絕緣電阻，等于開路。2)在出現(xiàn)異常電壓(如大氣過電壓)時，不論異常電壓頻率的高低，避雷器均能很快地對地接通

4、，使雷電流迅速對地放電。這時避雷器電阻變得很小，接近短路。3)在異常電壓、大電流通過避雷器時，避雷器不能過熱或損壞。4)在雷電流以及短的時間通過后恢復(fù)到正常電壓時，能迅速滅弧，電阻馬上變得極大，對地又立即不通，停止放電，阻止電路的正常工頻電流跟隨通過。,感應(yīng)雷的防護,分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。,講課內(nèi)容,第二章、避雷器的基本結(jié)構(gòu),避雷器,閥式避雷器,普通型,磁吹型,FS型,FZ型,FCZ型,FCD型,氧化鋅避雷器,一、避雷器的分類,避雷器的型式與結(jié)構(gòu),保護間隙 一個或兩個間隙 管式避雷器 多個均勻的小間隙 閥式避雷器 多個均勻的小間隙并聯(lián)非線性電阻，電阻非線性系數(shù)為

5、0.250.45. 磁吹避雷器: 改進間隙來改善避雷器的保護性能 氧化鋅避雷器（MOA）,避雷器的型式與結(jié)構(gòu)續(xù),1-密封橡皮 2-壓緊彈簧 3-間隙 4-閥片 5-瓷套 6-安裝卡子,二、閥式避雷器結(jié)構(gòu),由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯(lián)?；鸹ㄩg隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與流過的電流有關(guān)，電流愈大電阻愈小。 有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結(jié)合劑燒結(jié)而成，稱為碳化硅閥片 主要應(yīng)用在變電所的高壓防雷，特點是通流量大，但是反應(yīng)時間比較長，是電力系統(tǒng)較為常見的高壓防雷產(chǎn)品。,其突出優(yōu)點在于： 采用高性能氧化鋅電阻片，使產(chǎn)品通流能量大、大電流沖

6、擊時殘壓低，保護性能好。 采用新型的防爆結(jié)構(gòu)，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部故障導(dǎo)致壓力劇增時，通過壓力釋放裝置使內(nèi)部壓力得以釋放。,避雷器結(jié)構(gòu)： 單柱型 多柱并聯(lián)型,依據(jù)主要標(biāo)準(zhǔn)： GB11032-2000 交流無間隙金屬氧化物避雷器 GB311.1-1997 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合,瓷套型避雷器 （單元節(jié)結(jié)構(gòu)圖）,三、氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu),氧化鋅避雷器的優(yōu)點,1、由于氧化鋅避雷器無串聯(lián)火花間隙，所以避免了對電壓分布及放電電壓的影響，即由于瓷套外污穢使串聯(lián)火花間隙放電電壓不穩(wěn)定的缺點，具有極強的抗污性能。 2、由于氧化鋅避雷器無串聯(lián)火花間隙，極大地改善了避雷器的特性，消除了有串聯(lián)火花間隙放電需要一定的時延，提高了

7、對設(shè)備保護的可靠性。 3、使電氣設(shè)備所受的過電壓可以降低。因無串聯(lián)火花間隙，在整個過電壓過程中都有電流流過，降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的大氣過電壓幅值。,氧化鋅避雷器的優(yōu)點（續(xù)）,4、又于氧化鋅避雷器電阻片具有較好的非線性，在正常工作電壓下，避雷器只有很小的泄漏電流通過，而在過電壓下動作后并無工頻續(xù)流通過，因此避雷器釋放的能量大為減小，從而可以承受多重雷擊，延長了工作壽命。 5、由于氧化鋅閥片的通流能力很大，提高了避雷器的動作負載能力。 6、可以對大容量電容器組進行保護。 7、體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護方便。,- 重量減輕 : 27 % - 體積減小 : 22 % - 部件數(shù)量減少

8、: 50 %,舊式避雷器構(gòu)造,均壓環(huán),ZnO 閥片 (標(biāo)準(zhǔn)型),絕緣筒,均壓電容,絕緣子,連接導(dǎo)體,導(dǎo)體,高梯度避雷器構(gòu)造,絕緣子,絕緣筒,均壓環(huán),ZnO 閥片 (高梯度型),500kV用老式避雷器與應(yīng)用高梯度閥片的GIS用高梯度避雷器的比較,GIS避雷器結(jié)構(gòu),MOA型號,產(chǎn)品型式：Y表示瓷套式金屬氧化物避雷器 YH（HY）表示有機外套金屬氧化物避雷器 結(jié)構(gòu)特征：W表示無隙 C表示串聯(lián)間隙 使用場所：S表示配電型 Z表示電站型 R表示并聯(lián)補償電容器用 D表示電機用,T表示電氣化鐵道用 X表示線路型 附加特性：W表示防污型 G表示高原型 TH表示濕熱帶地區(qū)用 DL表示電纜型避雷器,Y10W-20

9、0/520,Y：氧化鋅避雷器 10：標(biāo)稱放電電流10kA W：無間隙 200：額定電壓200kV 520：標(biāo)稱放電電流下的最大殘壓 146：長期工作電壓,MOA型號（舉例）,MOA的幾個重要參數(shù),避雷器的額定電壓：施加到避雷器端子間最大允許工頻電壓有效值。按照此電壓所設(shè)計的避雷器，能在所規(guī)定的動作負載試驗中確定的暫時過電壓下正確地工作。它是表明避雷器運行特性的一個重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)額定電壓 。 避雷器的持續(xù)運行電壓：在運行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。 避雷器的標(biāo)稱放電電流：用來劃分避雷器等級的、具有8/20s波形的放電電流峰值。 避雷器的殘壓 : 放電電流通過避雷器時

10、其端子間的最大電壓值。,講課內(nèi)容,第三章、MOA的常規(guī)電氣試驗,（1）避雷器在制造過程中可能存在缺陷而未被檢查出來，如在空氣潮濕的時候或季節(jié)裝配出廠，預(yù)先帶進潮氣； （2）在運輸過程中受損，內(nèi)部瓷碗破裂，并聯(lián)電阻震斷，外部瓷套碰傷； （3）在運輸中受潮，瓷套端部不平，滾壓不嚴，密封橡膠墊圈老化變硬，瓷套裂紋等原因； （4）并聯(lián)電阻和閥片在運行中老化； （5）其他劣化。 這些劣化都可以通過試驗來發(fā)現(xiàn)，從而防止避雷器在運行中的誤動作和爆炸等事故。,試驗的目的,試驗中的幾個重要概念,試驗分類：例行試驗、診斷性試驗,例行試驗 可發(fā)現(xiàn)常見缺陷或缺陷癥兆 便于現(xiàn)場實施 兼顧傳統(tǒng)和經(jīng)驗 診斷性試驗 例行試驗

11、異常，需進一步明確缺陷性質(zhì)、位置 有家族性缺陷，需進一步明確狀態(tài) 經(jīng)歷嚴重不良工況，需進一步明確狀態(tài),初值：代表設(shè)備“原始”狀態(tài)的試驗值,初值：比較的基礎(chǔ) 出廠試驗值 交接試驗值或首次預(yù)試值 大修后首次試驗值 如何理解“原始”：選擇正確的初值 受安裝環(huán)境影響：交接或首次預(yù)試值，如套管電容量等 不受安裝環(huán)境影響：出廠試驗值，如Tr.繞組電阻 受大修影響：大修后首次試驗值,注意值/警示值：缺陷的明確性,注意值：可能存在或可能發(fā)展為缺陷 受環(huán)境、試驗條件等影響大，試驗數(shù)據(jù)分布范圍大 僅憑試驗值的大小無法確定設(shè)備的狀態(tài) 對分析設(shè)備狀態(tài)有參考價值 如絕緣電阻 警示值：設(shè)備已存在缺陷并有可能發(fā)展為故障 有

12、警示值的狀態(tài)量通常穩(wěn)定、不受環(huán)境影響 正常設(shè)備不應(yīng)超過警示值，如Tr.繞組直流偏差,C 或超過警示值就不能保證設(shè)備安全運行，如Oil耐壓值,氧化鋅避雷器試驗項目,一、測量絕緣電阻,二、直流1mA電壓及0.75U1mA下的泄漏電流,三、運行電壓下的交流泄漏電流,四、放電計數(shù)器試驗,氧化鋅避雷器試驗項目,測試目的,儀器設(shè)備的選擇,危險點分析及控制措施,測試前的準(zhǔn)備工作,現(xiàn)場測試步驟及要求,測試注意事項,測試報告編寫,結(jié)果分析,一、絕緣電阻測試,試驗?zāi)康?測量氧化鋅避雷器的絕緣電阻的目的是檢查由于密封破壞而使其內(nèi)部受潮或瓷套裂紋等缺陷，當(dāng)避雷器密封良好時，其絕緣電阻值很高，受潮后則下降很多。,進行絕

13、緣電阻試驗的儀器絕緣電阻表,E,G,放電指示燈,啟動開關(guān),電源開關(guān),避雷器絕緣電阻試驗,試驗儀器的選擇及接線,避雷器底座絕緣電阻試驗,試驗儀器的選擇及接線,（1）了解被試設(shè)備現(xiàn)場情況及試驗條件 （2）測試儀器、設(shè)備準(zhǔn)備齊全 選擇合適的絕緣兆歐表、溫濕度計、測試線、放電棒、接地線、試驗圍欄等，檢查絕緣兆歐表、絕緣工器具的檢定證書有效期。,測試前的準(zhǔn)備工作,1、選擇絕緣電阻表，按規(guī)定35KV及以上避雷器應(yīng)使用5000V兆歐表，基座絕緣電阻應(yīng)使用2500兆歐表。 2、檢查絕緣電阻表。 3、對避雷器停電和放電。 4、對避雷器外觀進行檢查并清潔表面。 5、接線。 6、測量絕緣電阻。 7、對避雷器進行放電

14、。 8、記錄。,試驗步驟,危險點分析及控制措施,1、防止高處墜落 人員在拆、接高壓引線時，如需登高，必須系好安全帶，使用梯子時必須有人扶持或綁牢。 2、防止人員觸電 必須將避雷器從各方面完全斷開，驗明無電壓后方可進行，測試工作應(yīng)由兩人擔(dān)任，試驗中測試人員不得觸碰導(dǎo)體，試驗前后或變更接線前均應(yīng)將被試設(shè)備充分放電，試驗引線應(yīng)先接地，再操作。與帶電體保持足夠的安全距離，必須站在絕緣墊上。,危險,影響絕緣電阻的主要因素,1、溫度的影響。 2、濕度和臟污的影響。 3、放電時間的影響。 4、感應(yīng)電壓的影響。 下面具體說明一下,溫度的影響,測量絕緣電阻時，試品溫度一般應(yīng)在10-40之間，絕緣電阻隨溫度升高而

15、降低，但目前還沒有一個通用的固定計算公式。 溫度換算最好以實測決定。,濕度和臟污的影響,測量絕緣電阻時，空氣相對濕度不高于80%，過于潮濕會在避雷器表面凝結(jié)一層水膜，造成表面泄漏通道，使絕緣電阻明顯降低，此時應(yīng)在避雷器套管上裝設(shè)屏蔽環(huán)，并連接到絕緣電阻表的屏蔽端子。,L,G,U=0,E,B,I=I1+I2,流過電流表的電流僅僅是體積電阻電流,不加屏蔽的原理圖,R1,放電時間影響,若在上一次試驗后，接地放電時間不充分，絕緣內(nèi)積聚的電荷沒有完全釋放，仍積有一定的殘余電荷，會直接影響到絕緣電阻的測量結(jié)果。,感應(yīng)電壓的影響,測量變電所、升壓站高壓母線附近避雷器絕緣電阻時，若感應(yīng)電壓太高，會對安全和試驗

16、結(jié)果產(chǎn)生較大影響。,試驗結(jié)果分析及試驗報告編寫,一、試驗結(jié)果分析 1、試驗標(biāo)準(zhǔn)及要求 絕緣電阻值不小于2500M（GB50150-2006），底座絕緣電阻不小于100M（輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程）。 2、試驗結(jié)果分析 1）不應(yīng)小于一般的允許值。 2）試驗數(shù)值的相互比較，將試驗數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或同類設(shè)備、同一設(shè)備相間比較，不應(yīng)有明顯的降低或較大差異。 3）應(yīng)排除溫度、濕度、臟污的影響。,測試目的,試驗時機,儀器設(shè)備的選擇,危險點分析及控制措施,測試前的準(zhǔn)備工作,現(xiàn)場測試步驟及要求,測試注意事項,結(jié)果分析及測試報告編寫,直流1mA電壓及0.75U1maA下的泄漏電流試驗,二、直流1mA電壓及0.7

17、5U1maA下的泄漏電流試驗,試驗?zāi)康?1、測量氧化鋅避雷器的U1mA，主要是檢查閥片是否受潮、老化，確定其動作性能是否符合要求，直流1mA參考電壓一般等于或大于避雷器額定電壓的峰值。 2、0.75 U1mA直流電壓一般比最大工作相電壓要高一些，在此電壓下主要檢測長期允許工作電流是否符合規(guī)定，因為這一電流與MOA的壽命有直接關(guān)系，一般在同一溫度下泄漏電流與壽命成反比。,測試時間,按輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程規(guī)定，這項試驗的基準(zhǔn)周期為3年（無持續(xù)電流檢修）或6年（有持續(xù)電流檢測） 對于單相多節(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，直流參考電壓偏低或及0.75倍直流參考電壓下泄漏電流偏大時，應(yīng)先排除電暈和外絕緣表面泄漏電流的

18、影響，有下列情形之一的也應(yīng)進行本項試驗 1、避雷器紅外熱像檢測時，溫度同比異常 2、運行電壓下持續(xù)電流偏大 3、有電阻片老化或內(nèi)部受潮的家族缺陷，隱患尚未消除。 下面我們看一張現(xiàn)場圖片,這是某變電站2010.1.27紅外巡檢時，某220KV線路避雷器溫度分布圖；環(huán)境溫度為-4度，較熱的部位溫度為8.8度，鄰相相同部位溫度為6.9度，從本次避雷器紅外熱圖的表征看，B相上節(jié)局部和下節(jié)整體的溫度都比A，C兩相的對應(yīng)部位的溫差1-2K左右。,試驗前的準(zhǔn)備工作,1、了解被試設(shè)備現(xiàn)場情況及試驗條件。 勘查現(xiàn)場，查閱相關(guān)技術(shù)資料，包括該設(shè)備歷年試驗數(shù)據(jù)及相關(guān)規(guī)程等，掌握該設(shè)備運行及缺陷情況。 2、試驗儀器、設(shè)備選擇 選擇合適的直流高壓發(fā)生器、萬用表、試驗線、溫濕度計、絕緣桿、放電棒、接地線、安全帽、安全帶、電工常用工具、臨時安全遮欄、標(biāo)示牌等，并查閱相關(guān)檢定證書有效期。 3、辦理工作票并做好現(xiàn)場安全和技術(shù)措施 向其余試驗人員交待工作內(nèi)容、帶電部位、現(xiàn)場安全措施、現(xiàn)場作業(yè)危險點、明確人員分工及試驗程序。,試驗儀器、設(shè)備的選擇,1、根據(jù)不同試品電壓要求，選擇不同電壓等級的直流高壓發(fā)生器，試驗電源應(yīng)能滿足試驗的極性和電壓值，還必須具有足夠的電源容量。 2、試驗電壓應(yīng)在高壓側(cè)測量，一般用電阻分壓器進行測量。 3