避雷器培训课件.docx

避雷器培训教材 避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型 避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路 和变电所进线段保护。 阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护， 在 220KV 及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制操作内过电压。 一、保护间隙 保护间隙，一般由两个相距一定距离的、敞露于大气的电极构成，将它与被保护设 备并联，如图 18－5 所示，适当调整电极间的距离（间隙） ，使其击穿放电电压低于被 保护设在绝缘的冲击放电电压，并留一定的安全裕度，设备就可得到可靠的保护。 图 18 －5 角型保护间隙及其与被保护设备的连接 1－圆钢； 2－主间隙； 3－辅助间隙； 4－被保护物； 5－保护间隙 当雷电波入侵时，主间隙先击穿，形成电弧接地。过电压消失后，主间隙中仍有正 常工作电压作用下的工频电弧电流（称为工频续流） 。对中性点接地系统而言，这种间 隙的工频续流就是间隙处的接地短路电流。由于这种间隙的熄弧能力较差，间隙电弧往 往不能自行熄灭，将引起断路器跳闸，这是保护间隙的主要缺点，也是其应用受限制的 原因。此外，由于间隙敞露，其放电特性也受气象和外界条件的影响。 二、阀型避雷器 阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙（又称火花间隙）和非线性电阻（又称阀片） 串联构成，如图 18－6 所示。阀片的电阻值与流过的电流有关，具有非线性特性，电流 愈大电阻愈小，其伏安特性曲线如图 18 －7 所示。 阀型避雷器分普通型和磁吹型两类。 普通型避雷器的火花间隙由许多如图 18－8 所 示的单个间隙串联而成。单个间隙的电极由黄铜板冲压而成，两电极间用云母垫圈隔开 形成间隙，间隙距离为 0.5 ～ 1.0mm，这种间隙的伏秒特性（指一定冲击电压波形下， 其 电压幅值与击穿时间的关系）曲线很平坦且分散性较小、性能较好。单个间隙的工频放 电电压约为 2.7 ～3.0kV。 避雷器动作后， 工频续流电弧被许多单个间隙分割成许多段短 弧，使其熄灭。减小工频续流有利于间隙电弧的熄灭，因此在工频电压下，希望阀片有 较大的电阻，由于阀片电阻是非线性的，因而在很大的雷电压通过时电阻值很小、残压 图 18 －6 阀型避雷器 原理结构图 1－间隙； 2－非线性电阻 图 18 －8 单个火花间隙 图 18 －7 阀片电阻的 伏安特性曲线 不高（不会危及设备绝缘） 。当雷电流过去之后，在工频电压作用下，电阻值变得很大， 因而大大地限制了工频续流，以利于火花间隙灭弧。利用阀片电阻的非线性特性，解决 了既要降低残压又要限制工频续流的矛盾，并且不致产生危险的截波。 磁吹型避雷器的火花间隙也由许多单个间隙串联而成，但每个间隙的结构较复杂， 利用磁场使每个间隙中的电弧产生运动（如旋转或拉长）来加强去游离，以提高间隙的 灭弧能力。 磁场是由与间隙串联的线圈所产生， 其原理接线见图 18－9 。 磁吹线圈两端 设置的辅助间隙的作用， 是为了消除磁吹线圈在冲击电流通过时产生过大的压降而使保 护性能变坏。 在冲击电压作用下， 主间隙被击穿， 放电电流通过磁吹线圈，其上的压降使辅助间隙 击穿，放电电流便经过辅助间隙、主间隙和电阻 阀片而流入大地，使避雷器的压降不致增大。当 工频续流通过时，磁吹线圈上的压降减小，迫使 辅助间隙中的电弧熄灭，工频续流也就很快转入 磁吹线圈，产生磁场起吹弧作用。 如前所述，阀型避雷器的火花间隙是由许多 单个间隙串联而成，由于各间隙对地和对高压端 存在寄生电容， 故电压在各间 隙上的分布将是不均匀的。 为 充分发挥每个间隙的灭弧能 力， 常在间隙组 （若干间隙为 一组）上并联适当的均压电 阻。 上述两类阀型避雷器， 其 阀片的主要作用是限制工频 续流， 使间隙电弧能在工频续 流第一次过零时就熄灭。 它们 的电阻阀片都是金刚砂 （SiC） 和结合剂烧结而成， 称为碳化 硅阀片。 图 18－ 9 磁吹型 避雷器的原理图 1－主间隙 2－辅 助间隙 3－磁吹 线圈 4－电阻阀 图 18 －10 FS3 － 10 型阀型避雷器结构示意图 1－密封橡皮； 2－压紧弹簧； 3－间隙； 4－阀片； 5－瓷套； 6－安装卡子 普通型避雷器的阀片是在低温下烧结而成， 非线性系数较低 （约为 0.2）， 但通流容 量小，不能承受持续时间较长的内过电压