一、氧化鋅避雷器工作原理

1.避雷器的作用

避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設備。氧化鋅避雷器因具有齊全的防護功能,在特性上可保持長期穩(wěn)定運行,且體積較小有利于手車柜的安裝,故得到了廣泛的應用。避雷器就是在線路或設備上人為地制造絕緣薄弱點即間隙裝置,間隙的擊穿電壓比線路或設備的雷電沖擊絕緣水平低,在正常運行電壓下隙處于隔離絕緣狀態(tài),在過電壓下間隙被擊穿接地,放電降壓起到保護線路或設備絕緣的作用。

二、氧化鋅避雷器的優(yōu)點及功能特性

1.氧化鋅避雷器的優(yōu)點

(1)具有*的防雷功能,即對雷電陡波和雷電幅值同樣有限壓保護作用;(2)防雷保護作用不會造成電力網(wǎng)接地故障或相間短路故障;(3)防雷保護作用不應有短路電流或工頻續(xù)流等工頻能源浪費;(4)動作特性應具有長期運行穩(wěn)定性,免受暫態(tài)過電壓危害;(5)具有連續(xù)雷電沖擊保護能力;(6)有較小的外形尺寸,小型化輕量化更便于室內(nèi)手車柜使用;(7)具有20年以上使用壽命;(8)能附帶脫離器監(jiān)察運行工況,當其失效時自動退出運行。

2.氧化鋅避雷器功能特性

(1)避雷器是過電壓保護電器,氧化鋅避雷器具有過電壓防護功能對于能量有限的過電壓如雷電過電壓和操作過電壓,避雷器泄流能起限壓保護作用。對能量是無限(有補充能源)的過電壓,如暫態(tài)過電壓,其頻率或為工頻或為工頻的整數(shù)倍或分數(shù)倍,與工頻電源頻率總有合拍的時候,如因某些原因而激發(fā)暫態(tài)過電壓,工頻電源能自動補充過電壓能量,即使避雷器泄流過電壓幅值不衰減或只弱衰減,暫態(tài)過電壓如果進入避雷器保護動作區(qū),勢必長時間反復動作直至熱崩潰,避雷器損壞爆炸,因此暫態(tài)過電壓對避雷器有致命危害。如果已將全部暫態(tài)過電壓限定在保護死區(qū)內(nèi)不受其危害的避雷器,稱之為暫態(tài)過電壓承受能力強,反之稱暫態(tài)過電壓承受能力差。

(2)從根本上避免保護作用產(chǎn)生接地故障或相間短路故障防雷器件具有防雷保護電力裝置安全作用,但有些器件的保護作用對電力系統(tǒng)的安全運行會產(chǎn)生影響。保護間隙和管型避雷器在間隙擊穿后,保護回路再也沒有限流元件,保護動作都要造成接地故障或相間短路故障,保護作用增大電力系統(tǒng)故障率,影響電力系統(tǒng)的正常、安全運行規(guī)范和標準規(guī)定“保護間隙應盡量與自動重合閘裝置配合,以減少線路停電事故”。這是一種補救措施,非治本之策。自動重合閘裝置由于要求技術(shù)條件高,價格貴,只在大中型變電站才有條件采用,大多數(shù)中小型變配電所沒條件采用,它們大多把“應盡量”理解為“也可不裝”。

(3)可避因免拐點電壓偏低帶來的缺點

碳化硅避雷器因其間隙結(jié)構(gòu)帶來一些缺點:如沒有雷電陡波保護功能;沒有連續(xù)雷電沖擊保護能力;動作特性穩(wěn)定差可能遭受暫態(tài)過電壓危害;動作負載重壽命短等。無間隙氧化鋅避雷器因其拐點電壓較低,有暫態(tài)過電壓承受能力差,損壞爆炸率高和壽命短等缺點。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙結(jié)構(gòu)不同于碳化硅避雷器,因其間隙數(shù)量少,當過電壓達到?jīng)_擊放電電壓時間隙無時延擊穿,因隙距大動作特性穩(wěn)定,故它可避免碳化硅避雷器間隙帶來的一切缺點。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙已將全部暫態(tài)過電壓限定在保護死區(qū)內(nèi)免受其危害,故它可避免無間隙氧化鋅避雷器因拐點電壓偏低帶來的一切缺點。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器仍有前兩種避雷器保護性能優(yōu)點,而避免它們的缺點。

三、從避雷器的選用上分析氧化鋅避雷器

1.氧化鋅避雷器具有齊全的防護功能

避雷器的選用常只側(cè)重雷電殘壓參數(shù)的考察,而忽略了其它保護特性參數(shù)的考察。這是一種偏見,因為除雷電殘壓外,還有其它保護參數(shù),如工頻放電電壓值,沖擊放電電壓值,是考察避雷器暫態(tài)過電壓承受能力,保證其長期正常運行的參數(shù);又如是否有雷電陡波殘壓值,是標示避雷器防雷保護功能*的重要參數(shù)。綜合來看,只有串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器齊備上述保護特性參數(shù),也就是說它有齊全的防護功能。

2.氧化鋅避雷器使用壽命較長

選用避雷器多未認真注意其使用壽命問題。避雷器使用壽命與許多因素有關,除制造質(zhì)量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器閥片的老化速度也是影響壽命的關鍵因素。串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器的間隙可保證閥片只在過電壓保護動作過程承受高電壓,時間極短(100μs內(nèi)),在其它情況下閥片對于電網(wǎng)電壓,或處于隔離狀態(tài)(純間隙時),或處于低電位狀態(tài)(復合間隙電阻分壓),大大改善閥片長期工作條件,還可免受暫態(tài)過電壓危害和溫度熱損傷,保證閥片溫度不超過55℃,從而保證避雷器壽命在20年以上。

3.氧化鋅避雷器體積較小,有利于手車柜的安裝

選用避雷器時大多未考慮其外形尺寸的影響。制造避雷器均按戶內(nèi)外兩用條件決定其瓷套絕緣強度,其外形尺寸與閥片材料有關。當其用于架空線路或戶外變配電設備時,因其相間距大,避雷器外形尺寸不會帶來不良影響。戶內(nèi)手車式開關柜因其體積尺寸較小,避雷器外形尺寸大時會帶來不良影響。