有间隙金属氧化物避雷器的应用与标准

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1、有间隙金属氧化物避雷器的应用与标准【摘要】有间隙金属氧化物避雷器由于其串联间隙的隔离与分压作用，大大降低了对氧化锌电阻片性能上的要求。相对早期的无间隙产品，运行可靠性高，成本优势突现。本文列出了有间隙金属氧化物避雷器的国内最新标准(报批稿)所规定的技术参数，并针对新标准的相关问题进行了解释。选用有间隙金属氧化物避雷器时，除了看残压外还应兼顾产品的冲击放电伏一秒特性，且以数值相对差的一种视作该产品的保护特性。阀式避雷器由间隙和非线性碳化硅(SiC)电阻片构成。它在相当长的时问内成为电力系统过电压保护的主力。非线性特性优

2、异的氧化锌(Zn())电阻片的出现使阀式避雷器的结构产生了革命性的变化。Zn()电阻片可以不带间隙单独组成避雷器即无间隙金属氧化物避雷器(MoA)。其优点突出，问世后发展十分迅猛。它在中性点直接接地系统中的应用得到用户的好评。但是，在对避雷器整体性能要求更高的巾性点非直接接地的配电系统巾，其应用却不押想(初时事故频发)。这里既有当时生产厂家产品设计无视配电系统的特点，参数选择失当的原因，也有当时某些跟风的制造厂在工艺及质量控制方面的缺陷与不力的因素。加上当时ZnO电阻片的制造技术不过关，使其制造成本居高不下。于是，由

3、传统间隙加Zn()非线性电阻片构成的有间隙MOA就应运而生了。1有间隙MOA的基本原理日前市场上的有间隙MOA主要用于35kV及以下中性点非直接接地系统的配电站作为配电避雷器。其内部结构足间隙与Zn()电阻片串联。其间隙既有传统的平板间隙(见图1)，也有并联线性或非线性电阻环的间隙(见图2)。为提高间隙电场的均匀性，进而改善放电分散性和伏一秒特性，取得良好的灭弧效果，传统的SiC：阀式避雷器将多个平板间隙串联起来使用，每个间隙距离≤l㎜。以10kV系统用的产品为例，通常要用11～12个这样的间隙。由于ZnC)电阻片非

4、线性性能优异，可将续流(工频短路电流)限制得非常小，间隙灭弧已不成问题。所以，有间隙MOA只要采用单个带并联电阻的间隙就可达到lOkv系统的性能要求；35kV系统用的产品也仅需要3个这样的间隙(每个间隙距离<10㎜)。对于发电机等弱绝缘设备的过电压保护，也有采用间隙与部分ZnO电阻片并联结构的避雷器，以降低避雷器的冲击电流残压，增加保护裕度。其工作原理如图3所示。间隙G与部分ZnO电阻片(R2)并联，当冲击电流通过ZnO电阻片时，R2上的残压使得间隙G击穿，R2被瞬间短路，避雷器的残压仅为冲击电流在Rl上形成的残压。

5、冲击电流过后，间隙恢复一常状态，R1和R2共同承担工频电压。由于Zn()电阻片非线性特性优异，故可将流过避雷器的电流限制在微安(“A)级。近年来，为降低因雷击输电线路而引起的跳闸事故率，在一些雷电活动强烈或土壤电阻率高、降低接地电阻困难的线段，已开始大量安装线路避雷器。此种避雷器大多也采用有间隙MOA，只不过与上述有间隙MOA不同的是，这种MOA一般串联外间隙而并不将间隙装在产品本体内部。其间隙结构有2种：不带支撑件的间隙(纯空气间隙)；用复合绝缘子作支撑件的带支撑件问隙(固定问隙)。它们的结构见图4、图5。2有间隙

6、MOA的优缺点35kV及以F的电站和配电用MOA，如采用串联间隙结构，由于间隙的隔离作用(传统平板间隙)或间隙的分压作用(并联线性或非线性电阻环的间隙)，对ZnO电阻片的保护特性要求、耐老化性能要求等均可大大降低，且Zn()电阻片数量也明显减少，成本优势突现。相对早期的尤间隙产品，其运行可靠性也有所提高。但也正因为使用了间隙，囚此有间隙产品存在了与牛俱来的一些缺点，如放电的分散性、放电电压受内部气压与外部污秽影响等。尽管采用并联电阻环的间隙后，卜述缺点已有所改善，但是间隙的使用使该类产品的保护范围有所缩小也是显而易见

7、的。当然，它在以保护雷电过电压为主的35kV及以下的配电系统中，因其瞩目的适用性和经济性还是获得了自己的一席之地。目前国外的中压系统中也仍有大量该类产品在使用。随着Zn()电阻片制造工艺和质量控制手段的日益成熟，产品的技术稳定性和可靠性已有显著提高。规模化牛产带来的低成本优势已使无间隙MOA的售价大幅度下降。无间隙产品更具有保护范围宽，能量吸收能力强，响应特性快，陡波特性好等优点。配电系统使用无间隙MOA为大多数用户所接受，有问隙MOA的市场逐渐萎缩已是不争的事实。3有间隙MOA新标准(报批稿)早期有间隙MOA的生产

8、并无统一规范。各生产厂家自成一体，大多沿袭原SiC阀式避雷器的标准，给用户的选择、使用造成一定程度的混乱和不便。20世纪80年代末，制订该类产品的标准被纳入计划。最后形成的标准文本为行业标准ZBK49005一1990《交流有串联间隙金属氧化物避雷器》。2000年，结合新出版的GB11032—2000《交流无间隙金属氧化物避霄器》及有间隙MOA生