串联间隙金属氧化物避雷器的应用

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1、在3~35kV电力系统中串联间隙金属氧化物避雷器的应用刘晓强何晓风刘慧洁王晓利二00九年六月在3〜35kV电力系统中串联间隙金属氧化物避雷器的应用刘晓强刘慧洁何晓风王晓利摘要：本文从分析造成3〜35kV电力系统内部过电压的原因入手，讨论无间隙金属氧化物避雷器的局限性及串联间隙金属氧化物避雷器的可行性。关键词：过电压金属氧化物避雷器无间隙串联间隙引言金属氧化物避雷器问世以来，被公认为是当代最理想的过电压保护装置。由于氧化锌材料具有十分有意的非线性伏安特性，因而可以设计成无间隙避雷器，这就使得这种避雷器的结构轻便、简捷，同时乂避免了传统的碳化硅避雷器因为内部平板火花间隙而存在的放电电压分散性的弊病

2、，因此，无间隙金属氧化物避雷器得到了迅速的推广。通过丫理论分析并经运行实践证明，在3〜35kV屮性点非直接接地的电力系统中，无间隙金属諷化物避雷器的应用遇到了挑战，常因耐受不了内部过电压而发生运行事故，而在我国3〜35kV电力系统，基木上是中性点非直接接地的电力系统，为此，如何应对这一挑战就摆到我们的面前。一、3〜35kV中性点非直接接地的电力系统内部过电压分析1、线路投、切过电压三相无载供电线路，在进行投入与切断操作中，由于三相断路器动、静触头的非同期性，可能造成系统中性点电位位移，而造成过电压。2、系统单相接地过电压在我国现行规程中允许中性点非直接接地系统出现单相接地时运行一段时间，此时，

3、另两相（非接地相）的相电压，将升高至线电压（升高1.73倍）3、线路甩负荷引起电压升高当长线路断路器跳闸，由于线路电感与电容参数的效应，也可使线路工频电压升高。4、弧光接地过电压当线路发生单相弧光接地，出现对地的多次起弧或熄弧重复交替时，可引起另两相对地电容的振荡，导致弧光接地过电压。5、谐振过电压谐振过电压是中性点非接地系统出现最多的过电压。引起谐振过电压的因素也比较多，如铁磁谐振过电压，电容效应引起的线性谐振，又如激发、自保持、翻相、谐波等非线性谐振；断线谐振；参数谐振过电压等。二、从无间隙金属氧化物避雷器参数分析验证其能杏适应系统内部过电压的要求以YH5WS-17/50型金属氧化物避雷器

4、为例：1、YH5WS-17/50型避雷器参数避雷器额定电压17kV（有效值）避雷器持续运行电压13.6kV（有效值）直流参考电压（不小于）25kV操作冲击残压42.5kV（峰值）雷电冲击残压50kV（峰值）陡坡冲击残压57.5kV（峰值）通流容量（2mS/18次）100A（4/10P/S2次）65kA0.75UlmA下池露电流（不大于）50uA2、10KV中性点非直接接地系统参数分析系统标称电压（Ue）10kV系统最高电压（Um）Um=（1.1〜1.2）Ue11〜12kV系统最大运行电压（Uo）Uo=（1.05〜l.l）Ue10.5〜llkV系统内部过电压：以发生比较频繁，过电压比较严峻的弧光

5、接地过电压为例。弧光接地过电压，非弧光接地相对地电压可达到相电压的3.5倍。Ug=3.5XU0/1.73Ug：22kV3、从避雷器的参数分析看其对10kV中性点非直接接地系统的适应性。从系统安全运行的要求应保证避雷器的参数：避雷器持续运行电压应满足：Uc=l.lUm=13.2kV而YH5WS-17/50型避雷器的持续运行电压为13.6kV可以满足要求。避雷器的额定电压应达到：Ur=12.5Uc=l.25X1.lUm=16.5kVYH5WS17/50型避雷器的额定电压为17kV可以保证系统耍求。当系统发生单相接地事故时，避雷器仍能满足系统要求。YH5WS型无间隙金属氧化物避雷器能够满足屮性点非接

6、地系统正常运行条件下，及按线电压选择的避雷器在申相接地事故吋的参数要求。但是，当系统中出现内部过电压事故时，如弧光接地事故等，则该避雷器满足不了系统要求。因此在3〜35kV中性点直接接地的电力系统中，无间隙金属氧化物避雷器常因耐受不住电力系统屮出现的诸如弧光接地等谐振过电压而致使其损坏。因而有人建议在3〜35kV中性点非直接接地系统不主张使用无间隙金属氧化物避雷器。在此背景下，一个新型的避雷器产品便应运而生。三、串联间隙金属氧化物避雷器串联间隙金属氧化物避雷器，就是在一个无间隙金属氧化物避雷器本体上，再串联一个间隙而构成。这个串联间隙起什么作用呢？在传统的碳化硅避雷器屮串联间隙奋绝缘、放电和火

7、弧三个作用，而金属氧化物避雷器由于氧化锌材料具有优良的非线性伏安特性，可以合理的选择电阻片参数限制工频续流而不需要间隙灭弧，此时间隙具有两大作用：绝缘、放电。这两个作用决定了间隙结构的选择。1、串联间隙的结构形成采用外部单间隙结构，电极形状为球面，以空气为绝缘介质，以三支绝缘柱支撑间隙电极材质为低熔合金。2、串联间隙避雷器主耍参数名称：自动脱离式有串联间隙金属氧化物避雷器型号：Y115CSX-17