氧化锌避雷器预试定检

2023-04-28

第一篇：氧化锌避雷器预试定检

串联间隙氧化锌避雷器的应用与试验

摘要：文中通过分析碳化硅避雷器与无间隙氧化锌避雷器在电力系统应用的不足比较，阐述了串联间隙氧化锌避雷器的优越性。并针对缺乏串联间隙氧化锌避雷器试验项目的情况，简单分析了串联间隙氧化锌避雷器在应用中的试验问题。

关键词：避雷器比较间隙试验

1. 避雷器应用的比较

目前在电力系统中运行的避雷器主要有两种类型。一类是以串联火花间隙与碳化硅阀片为主要元件的传统阀型避雷器;另一类是以氧化锌电阻片为主要元件的金属氧化物避雷器。其主要元件的伏安特性如下图一二所示。

从图一可以看到，对于单个间隙而言当很大的雷电流流过非线性电阻时，非线性电阻将呈现很大的电导率，使避雷器上出现的残压U0不致过高。当雷电流过去后，加在阀片上的电压是系统电压Ux时，非线性电阻的电导率突然下降而将工频续流限制到很小的数值。事实上阀型避雷器的间隙由数个或数十个单间隙组成而形成的一个电容链。由于电极片对地和对高压端盖的部分电容的影响，电压在各间隙上分布是不均匀的。严重的是这种不均匀非常的不稳定，它受瓷套表面情况影响很大，使得避雷器的工频放电电压很不稳定。虽然可以通过在每个间隙或间隙组上并联一个分路电阻来解决，但分路电阻中将长期有电流流过(泄漏电流);且经长期运行非线性并联电阻会逐渐老化，表现为阻值增加，电导电流下降，影响避雷器性能。

从图二可以看到氧化锌电阻片在击穿区域具有较好的非线性，使得氧化锌避雷器在正常工作电压下电阻值很大，泄漏电流很小;在过电压情况下其电阻值又很小，过电压能量释放即恢复到高阻值状态，无工频续流，所以无间隙氧化锌避雷器得到了广泛应用。

但是，作为过电压保护电器，针对其所释放的能量，其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压(如雷电过电压和操作过电压)，避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压，如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称)，其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍，与工频电源频率总有合拍的时候，如因某些原因而激发暂态过电压，工频电源能自动补充过电压能量，即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减，暂态过电压如果进入避雷器保护动作区，势必长时反复动作直至热崩溃，避雷器损坏爆炸，因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器，称之为暂态过电压承受能力强，反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强，但由于运行中动作特性稳定性差，常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降，仍可能遭受暂态过电压危害，动作负载重寿命短。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低，仅2.21～2.56Uxg(最大相电压)，而有些暂态过电压最大值达2.5～3.5Uxg，故有暂态过电压承受能差，损坏爆炸率高和寿命短等缺点。

对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内，使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。结构上串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用氧化锌阀片，其间隙结构不同于碳化硅避雷器。其间隙数量少，当过电压达到冲击放电电压时，间隙无时延击穿，同时因隙距大动作特性稳定，可避免碳化硅避雷器间隙带来的缺点。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害，故又可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来的缺点。

2. 串联间隙氧化锌避雷器试验问题

随着现代防雷技术的发展，在小电流接地系统中交流串联间隙氧化锌避雷器正逐步在变压器开关、母线、电动机、发电机、线路、电容器组等电气设备得到应用。作为电气设备本身，同样存在着阀片性能、参数设计、绝缘材质、装配不良、密封缺陷等问题;掌握其性能状况亦显得十分必要。对于中性点非直接接地的3—63KV电力系统中的氧化锌避雷器，我国电力行业标准DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)明确规定其试验项目为：1.绝缘电阻;2.直流1mA下的电压U1mA及75%U1mA下的电流。众所周知，该规程关于氧化锌避雷器的试验项目是源于《交流无间隙金属氧化物避雷器》(GB11032—89)的规定要求，是针对交流无间隙氧化锌避雷器的。《规程》规定的试验项目是否适用带串联间隙的氧化锌避雷器值得商榷。

《规程》规定碳化硅避雷器FS系列的试验项目为1.绝缘电阻;2.工频放电。FCD系列试验项目为1.绝缘电阻;2.电导电流。结合无间隙氧化锌避雷器和有间隙碳化硅避雷器因结构不同而在试验上的不同，我们认为目前在小电流接地系统中广泛使用的带串联间隙的氧化锌避雷器试验项目应为1.绝缘电阻;2.工频放电。对于一些为了解决电压分布问题，而在间隙两侧并联电阻的串联间隙氧化锌避雷器还应做电导电流。

由于采用ZnO阀片，其绝缘电阻测量同无间隙氧化锌避雷器。测量值决定于阀片外和内部绝缘部件和瓷套。测量使用2500V兆欧表，35kV及以下避雷器绝缘电阻值不低于1000MΩ;35kV以上避雷器不低于25000MΩ。

由于存在间隙，直流1mA下的电压U1mA及75%U1mA下的电流试验项目是不适合有间隙氧化锌避雷器的。而工频放电试验是检验间隙避雷器电气性能的一个基本项目。虽然由于氧化锌电阻片具有在低电压下良好的高阻和限流的特点，可不考虑放电间隙的切断比;但是，其工频放电电压同样不能过高和过低。过高的工频放电电压就会使冲击放电电压升高，从而影响避雷器的性能。过低的工频放电电压就可能造成在被保护设备的绝缘能耐受而不需要保护的操作过电压下动作。所以，工频放电电压应根据避雷器保护对象有相应的放电电压范围。目前，由于《规程》的相对滞后，很难在有关规程中查到相应的试验标准。所以，预防性试验应参照出厂试验报告。

现提供目前保护高压电动机常用的TBP系列A、B、C三型串联间隙氧化锌避雷器工频放电电压范围，供参考。

工频放电电压测试数值标准额定电压(kv)

型号 3.156.310.5注意

A型4.9--7.29.8--14.416.3--23.7

1、此标准为测3次的平均值;

2、所测值为出厂值90%--120%视为合格;

3、每次升压应均匀，时间控制在3.5--7S;

4、每次间隔不小于10S;

5、除TBP内部间隙放电，其它任何部位闪络视为不合格。

6、接线同FS工频放电试验

B型6.6--9.713.2--19.321.9--32.0

C型7--10.213--20.123.1--33.6

电导电流试验是检查避雷器内部是否受潮，并联电阻有无断裂、老化的一个重要指标。其试验接线与FCD系列试验接线一致;要求电导电流不大于50µA。

3. 结束语

串联间隙氧化锌避雷器使用了间隙和ZnO阀片，两者互为保护。间隙使电荷率为零，解决了ZnO阀片老化问题;间隙在续流时易损坏，ZnO阀片优越的性能使其无续流。保护设备的绝缘免受雷电和操作等过电压的损坏起到良好的作用。优越性的逐步体现，使得串联间隙氧化锌避雷器将被越来越多的使用;其试验标准也将逐步完善和规范。

参考文献：

1、电气试验技能培训教材中国电力出版社 1998.3

2、电力设备预防性试验规程(DL/T596-1996) 原电力工业部

第二篇：变压器侧如何正确加装氧化锌避雷器

在农村电气建设过程中发现有些配电台区的接地是将变压器和氧化锌避雷器分开接地，常常将氧化锌避雷器的接地线直接接地，这样一来，氧化锌避雷器，变压器中性点和变压器外壳没有连一起。正确的做法是采用氧化锌避雷器接地线与变压器低压侧中性点以及变压器外壳连接在一起的接地方式方法。这样在当雷电入侵变压器时，高压绕组对变压器外壳等仅是氧化锌避雷器的残压，变压器压绕组与低压绕组，高压绕组对变外壳的绝缘才不会被击穿。

氧化锌避雷器应尽靠近变压器安装，应昼缩短接地引下线。但有人认为氧化锌避雷器安装位置远近无所谓，不会影响运行安全，这种想法是不正确的。如果氧化锌避雷器安装位置距配电变压器过远，将造成成氧化锌避雷器引下线过长，电感较大。受到雷击时，雷电流在接地引下线上产生的压降和氧化锌避雷器残压一作用在配电变压器上，将配电变压器绝缘击穿，导致配电变压器损坏。如果氧化锌避雷器安装位置距配电变压器过近，一则是氧化锌避雷器爆炸损坏变压器瓷套管，二则是不能保证检修时满足《电业安全工作规程》中规定的安全距离，危及人身安全。一般认为氧化锌避雷器的安装位置距变压器端盖应大于0.5米，小于0.4米，距熔丝应大于0.7米

目前大多人只重视在配变的高压侧装设氧化锌避雷器，而忽视低压侧也需装设氧化锌避雷器的问题，尤其是在多雷地区，更应该在低压侧装设氧化锌避雷器向大地泄放很大的雷电流时，在接地装置上产生电压阡，此电压经配变外壳同进作用在低压侧绕组的中性点，而绕组通过低压线路的波阻抗接地。因此，低压侧绕组中流过雷电流，它使高压侧绕组按变比感应出很高的电势，即“反变换”电势。电势力与高压侧绕组的雷电侵入波电压叠加，会使高压侧绕组中性点电位变得很高击穿中性点附近的绝缘。如果低压侧装了氧化锌避雷器，当高压侧氧化锌避雷器放电，接地装置上电位升高到一定值时，则低压侧氧化锌避雷器就会放电，使低压侧绕组出线端电位与其中性点及外壳的电位减小，就能消除或减小“反变换”电势。

第三篇：浅析并联电容器组氧化锌避雷器爆炸原因和防范措施

作者：不详

摘要：本文对保护并联电容器组的氧化锌避雷器的特点和爆炸原因进行了详尽的分析，并提出了防范措施，对设计选型和运行监测有很好的借鉴作用。

关键字：氧化锌避雷器并联电容器组爆炸原因措施

1引言

氧化锌避雷器是用来保护电力系统中多种电气设备免受过电压损坏的电器。保护并联电容器组的氧化锌避雷器是氧化锌避雷器应用的一个重要领域，并且是以绝对的无可争议的优越性得到电力部门和使用单位的认同，但是该氧化锌避雷器发生爆炸也是一个不容忽视的问题，认真分析其爆炸的原因，得悉其防范措施，是一个有着现实意义的事情。

2并联电容器组用的氧化锌避雷器的特点：

2.1 装设位置的分类：①中性点;②电源侧;③与电容器并联;④与电抗器并联四类。

2.2从避雷器的角度看，电容器组是一个阻抗很小的设备，在电容器放电时将产生幅值大、陡度很高的放电电流。由于氧化锌避雷器的高度的非线性特性，截断超过保护水平的所有暂态过电压，而将剩余电荷留在未被扰动的的电容器中。无间隙氧化锌避雷器是非常适合保护并联电容器组的。

3、并联电容器组用的氧化锌避雷器的爆炸原因分析 3.1额定电压取值偏低

氧化锌避雷器的额定电压是表明其运行特性的一个重要参数，也是一种耐受工频电压能力的指标。通常避雷器的额定电压应在对系统暂态过电压的计算分析及样本提供的工频过电压耐受时间特性曲线比较的基础上，选择避雷器的额定电压。

在一定的电网电压等级和设备绝缘水平下，避雷器的额定电压越低，保护水平也越低，但保护裕度可以增大。所以我们平时就选用较低额定电压的避雷器。 3.2持续运行电压取值偏低

避雷器持续运行电压还应该大于或等于该系统的最高相电压，才能保证长时间运行下的热稳定。现在各标准、规范、导则已统一意见，按系统最高电压Um来选择氧化锌避雷器。

在GB11032-89中，无论是对额定电压，还是持续运行电压定义不够严密，而且取值又偏低，造成以前保护电容器组氧化锌避雷器频繁爆炸。我分公司所辖的一个输变电工区，仅一个站的保护电容器组用的氧化锌避雷器，从2000年投产至2004年，就爆炸过4次。究其原因就是额定电压和持续运行电压取值偏低。

3.3选型有误

有些生产单位会自己选择购买避雷器，特别是在氧化锌避雷器还不很普及的时候，以为与阀型的一样，对其的特殊性无所适从。我也有这样的体会，那是在九十年代末期，我所在的工区更换10KV线路的旧式阀型避雷器，几个站用的全部由上级单位订购。我们初期更换时，便不加选择地予以更换，及至发现有区别时，已为时往矣。

3.4未进行能量核算

通流容量是由SiC避雷器沿用下来的概念，即2ms方波冲击耐受试验电流。电容器用避雷器的特殊之处，在于它要承受电容器的放电能量，因此在设计中需进行能量核算。但是在制造厂通常提供的产品资料中，往往缺乏进行能量核算所必需的数据，例如2ms方波冲击电流所对残压U2ms、避雷器的极限吸收能量W/m等。按规程规定，电容器的储能小于氧化锌避雷器的通流能力时才可用氧化锌避雷器限制过电压。不进行通流能量的核算，如选择通流能力偏小，极易造成避雷器“不堪重负”而爆炸。

3.5受潮、老化、污秽的影响

3.51 受潮的原因主要与产品的生产、运输等有关。受潮的途径有两个：一是密封不良使潮气或水分侵入，密封垫的质量和组装工艺是关键;二是产品元件受潮或装配车间不合格造成的。随着质量观念的加强，多数厂家把生产质量放在第一位，加上检测设备的不断完善，受潮问题已不是爆炸的主要因素。 3.5.2 氧化锌电阻片老化引起的爆炸在国内尚未有具体的报道，但从其它类型的避雷器元件老化，从而造成避雷器热崩溃的问题上，氧化锌避雷也应引起足够的重视。

3.5.3 外部污秽可能引起瓷件表面电压分布不均匀,有可能使避雷器局部发热。为了耐受污秽，在泄漏距离的设计上，应明确其防污等级，多数厂家未能做到这一点。

4、防止并联电容器组用的氧化锌避雷器的爆炸的措施 4.1 提高质量

提高产品质量，重视产品的结构设计、密封、总装环境等因素，并将产品的运行和故障信息及时反馈回生产厂家，使产品质量能够不断得到改善和提升。

4.2 正确选择

正确选择氧化锌避雷器的各种参数，是保证其可靠运行的关键。主要应从以下几方面着手：

4.2.1正确选择避雷器的额定电压

氧化锌避雷器的额定电压是表明其运行特征的一个重要参数，也是耐受工频电压能力的指标。在《交流无间隙氧化锌避雷器》(GB11032-89)中对它的定义为“施加到避雷器端子间最大允许工频电压有效值”。众所周知，氧化锌避雷器的电阻片耐受工频电压能力与系统最高电压、暂时过电压、持续时间及系统绝缘水平有关，在定义中未给出作用电压的持续时间，也未明确电压的确切概念，所以不够严谨，取值也偏低。

GBJ64-83修订送审稿中对3~66KV无间隙金属金属物避雷器的额定电压Ur作出规定，即Ur=1.4Um。我认为这个规定值比以往的规定有所提高，更符合实际的运行情况，建议按这个规定实施较为可行。

4.2.2正确选择避雷器的持续运行电压

持续运行电压也是氧化锌避雷器的重要特征参数，该参数的选择对其运行的可靠性有很大影响。但是在GB11032-89中，把持续运行电压等同于系统最高运行相电压，显然是偏低的。而应当将持续运行电压取值为1.1Um，或取为0.8Ur。在3~66KV中性点不接地系统中，与将持续运行电压Uc取值为1.1Um 与0.8Ur，相差是不大的。我认为将持续运行电压Uc取值为0.8Ur，将更好理解，也更有关联，也就是其额定电压取值一定，则其持续运行电压也是确定的。

4.2.3 进行能量核算

一般认为，在3~66KV系统中开断并联电容器时，其高压端对地出现的过电压，约可达到4~5倍的相电压。

当厂家可提供避雷器产品的2ms方波冲击电流所对应的残压U2ms时，可按通流容量法验算所选避雷器是否满足容量为Q的并联补偿装置的放电要求。其公式为：

Q≤1.3U2I2ms/(Usm-U2ms) 式中：Usm=K√2 Um/√3;K为操作过电压的倍数，一般取为5;U为额定线电压;I2ms为通流容量，即2ms方波冲击耐受试验电流;U2ms为2ms方波冲击电流所对应的残压;Usm为未接入避雷器时的操作过电压峰值。

当厂家可提供避雷器极限吸收能力W`m时，可按耗散能量核算法进行验算，这里不再详细说明。

一般情况下，系统中的其它参数不变的情况下，通流容量I2ms与电容器容量Q间可建立起一个对应关系，如果一组避雷器无法满足时，可要求厂家供应满足放电容量的避雷器或同时装置两组避雷器来满足要求。

4.3 加强监测

加强监测，及时检出避雷器的缺陷，也是保证避雷器安全、可靠运行的重要措施之一。必须按照规程规定定期进行预防性试验，保证避雷器的完好性。除对避雷器进行常规的试验外，值得推行的是带电监测全电流和阻性电流，可用专门的测试仪进行不定期的检测。

4.4装设脱离器

为防止避雷器发生爆炸时引起事故的扩大，可在每只避雷器底部装设脱离器，当避雷器遭受异常电压作用或发生爆炸时，能及时脱离运行电网，避免事态的扩大。

5、结束语氧化锌避雷器是当今最理想的过电压保护装置，已得到电力部门和广大用户的认同，特别是用来保护电容器组用的氧化锌避雷器，更以其无可争议的优点获得人们的青睐。但是我们在选择和使用时应注意其特点，正确地选择氧化锌避雷器的参数，并在运行中加强监测，保证避雷器的安全、可靠运行。

参考文献：

1、GB11032-89 《交流无间隙氧化锌避雷器》;

2、陈启发编译的《无间隙氧化锌避雷器选择手册》;

3、周泽存主编的《过电压技术》;

4、《输变电设备故障诊断与事故处理实用手册》。

第四篇：国电吉林热电厂4(5)主变35千伏侧氧化锌避雷器存在隐患烧损变压器原因分析及防范措施

国电吉林热电厂4(5)主变35千伏侧氧化锌避雷器

若存在隐患烧损变压器原因分析及防范措施

国电吉林热电厂 [132021] 徐俊龙

【摘要】针对吉林热电厂4(5)号主变35千伏侧氧化锌避雷器若存在隐患烧损变压器原因进行分析，并提出了防范措施。

【关键词】氧化锌避雷器存在隐患变压器烧损原因分析防范措施 1前言

国电吉林热电厂4(5)主变为三卷变压器，其电压等级为66千伏、35千伏和6.3千伏，原作为66千伏和35千伏系统联络变压器使用，后因吉林市城网结构改造过程中35千伏系统取消后，吉林热电厂4(5)号主变35千伏侧线圈处于开口运行方式。为防止在事故情况下和操作过程中出现过电压烧损变压器，在其35千伏侧出口引线上装设了三相氧化锌避雷器作为过电压保护装置。

2若存在隐患烧损变压器原因分析

由于恶劣天气或操作不当，在4(5)号主变35千伏侧产生内部过电压，引起出口三相氧化锌避雷器动作，其内部压敏电阻(非线性电阻)在冲击电压作用下，对地呈现低阻值消除过电压。当过电压消除后恢复工频电压时，压敏电阻对地又呈现高阻值(绝缘)，因此对过电压起到了很好的保护作用。若氧化锌避雷器在安装之前存在缺陷，工作性能不稳定，系统过电压过程中，压敏电阻的阻抗迅速降低，该电阻经高压和大电流后，压敏电阻在电流热效应的作用下，分子结构发生了变化，体积膨胀使其炸裂，原子核束缚电子的能力大为减弱，物理性能发生了不可逆转的改变，在承受工频电压时，也不能有效地将其阻值恢复(绝缘)，从而造成永久性短路故障的发生。由于氧化锌避雷器距4(5)号主变35千伏侧线圈很近，且主变容量较大、内部阻抗较小，其出口氧化锌避雷器因炸裂绝缘击穿短路产生很大短路电流，由此而产生的热效应和机械的电动效应，使4(5)号主变内部的35千伏侧线圈严重发热、变形，直接导致绝缘击穿而烧损。 3防范措施

选择性能优良、质量可靠的氧化锌避雷器，做过电压保护装置;对于4(5)号主变35千伏侧正在运行的避雷器做相应的特性试验，对于不合格的氧化锌避雷器予以更换，消除其存在的隐患。 4结束语

系统过电压不论是哪种形式，对电力系统的危害是严重的，它存在一定的隐性积累效应，构成了主设备安全运行的威胁，重者使设备严重损坏，因此要引起足够重视。选择性能优良、质量可靠的氧化锌避雷器对防止因过电压造成4(5)号主变内部的35千伏侧线圈严重发热、变形直接导致绝缘击穿而烧损事故极为重要。