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带间隙线路避雷器的保护原理及优点

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带间隙线路避雷器的保护原理及优点

发布日期:2018-08-16 作者: 点击:

一、定义

带间隙线路避雷器:由复合外套金属氧化物避雷器本体与外串联间隙串联成的线路避雷器。

外串联间隙:带间隙线路避雷器的一部分,与避雷器本体串联组成带间隙线路避雷器,串联间隙的主要目的就是使氧化锌避雷器本体与系统电压隔离。间隙分为带支撑件间隙和不带支撑件间隙(不带支撑件间隙也称为纯空气间隙)。带支撑件间隙由两个分别固定在复合绝缘支撑件(用于固定外串联间隙电极,其材料为复合绝缘材料,是带支撑件间隙线路避雷器外串联间隙的一部分,简称支撑件。)两端的电极组成。纯空气间隙由两个电极组成,通常一个电极固定在避雷器本体,高压端.另一个电极固定在输电线路导线上或绝缘子串高压端。外串间隙分为支撑件间隙和不带支撑件间隙对应,带间隙线路避雷器分为带支撑件间隙线路避雷器和纯空气间隙线路避雷器。

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纯空气间隙线路避雷器的主要优点是:结构紧凑、长度短、重量轻、运行可靠性高即使避雷器故障,间隙依然可以起到隔离作用、寿命长。缺点是空气间隙避雷器在大风作用下,间隙距离会发生变化,电极形状必须制作成弧形. 这种避雷器现场安装前需依据杆塔结构设计相应附件(加装支架且应沿导线方向伸出),安装现场还需精细调整间隙才能满足间隙距离的要求,对安装要求较高且在耐张塔和特殊塔形安装非常困难,纯空气间隙避雷器在耐张塔上不便安装。

带支撑件间隙线路避雷器的优点是:间隙固定在支撑件上,在产品出厂时间隙距离已确定不受风偏的影响,间隙与避雷器本体形成一个整体,可方便地以不同角度安装在不同杆塔上安装不需要外加支架,安装简单、方便。缺点是:串联间隙的支撑件要承担大部分运行电压,存在老化及使用寿命问題,支撑件一旦发生故障,串联间隙的隔离作用失效,避雷器本体将直接承受运行电压和各种过电圧,避雷器整体故障的风险增大。避雷器整体结构往往比相应线路绝缘子长,当避雷器与线路绝线子平行安装时可能会增大安装难度。


二、带间隙氧化锌避雷器保护原理

带间隙氧化锌避雷器与线路高压绝缘子并联,当雷击塔杆或避雷线时,雷电流引起的高电位使线路氧化锌避雷器的串联间隙先动作,降低了塔臂与导线间的电位差,保证绝缘子不再闪络,从而避免线路跳闸停电,在串联间隙动作后,氧化锌避雷器本体的残压不仅被限制到远低于干绝缘子内闪络电压,而且在雷电压过后的系统工频电压下,能自己熄灭工频电流,保证供电正常。

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。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。


三、带间隙氧化锌避雷器的优点

对于无间隙氧化锌避雷器用于线路防雷时,避雷器与导线直接连接,这是电站型氧化锌避雷器技术的延伸,具有吸收性能强的特点,但是由于氧化锌避雷器长期承受工频电压的作用,会加速氧化锌阀片老化,而无间隙氧化锌避雷氧化锌与导线直接连接,当氧化锌避雷器发生故障时一旦损坏将会造成线路接地,必须进行定期检查维护,况且安装复杂,接地繁琐。对于带间隙线路避雷器,由于间隙的隔离作用,避雷器本体承受的长期工频电圧较低,电阻片的老化问题不突出,运行维护工作量小;即使避雷器本体发生故障(如短路),一般也不影响线路的正常运行,同时避雷器本体几乎不承受操作过电压和工频过电压,,仅需考虑雷电过电圧的冲击能量,因而,避雷器本体参考电压可以选取较低值,从而做到体积小、重量轻。


四、串联间隙距离的确定

空气间隙距离是决定带间隙线路避雷器放电电压的最主要因素, 确定空气间隙距离的原则是:

1)、在可能的最大空气间隙下,线路避雷器的50 %雷电冲击放电电压应不高于规定值,雷电冲击下氧化锌避雷器间隙可靠动作,保证被保护绝缘子串在雷电冲击下有较大的配合裕度;

2)、在可能的最小空气间隙下, 线路避雷器的工频耐受电压不低于规定值,能够耐受暂时过电压和操作过电压,为满足这一要求,串联间隙距离应足够大,保护线路型氧化锌避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作,氧化锌避雷器在异常情况下出现故障时,间隙能可靠隔离;

3)、雷击使用间隙动作后,在系统工频恢复电压下,间隙应该在1-2个工频周期内可靠熄灭工频电流。

按照上述绝缘配合原则确定的空气间隙距离有一定的范围, 为了提高线路避雷器保护的可靠性及运行的安全性,实际安装时间隙距离应符合制造商的宣称值。




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