浅析氧化锌避雷器的工程应用(一)

摘要]根据氧化锌避雷器的发展及分类,对氧化锌避雷器的选用和应用中的问题作以阐述，结合氧化锌避雷器应用中的问题,提出相应的技术措施。 关键词]氧化锌避雷器应用选型技术措施 1.概述

氧化锌避雷器是国外60年代开始发展起来的过电压保护的新技术，我国从1976年开始进行电力氧化锌避雷器的研究，自80年代以来，我国的氧化锌避雷器技术发展很快，并引进国外先进技术及生产线，到目前国内氧化锌避雷器的生产，无论从数量、规格、还是从质量上都已形成相当的规模和水平，采用国际标准生产的产品都以接近或达到国际先进水准。现已开发出直至500kV的氧化锌避雷器；由带串并联间隙发展到无间隙，电阻片通流容量不断提高。从部标到国标（GB11032—89），直至与IEC99—4靠拢的国标GB11032—XXXX（修订报批稿）已经正式完成。如今在电力系统中氧化锌避雷器得以广泛应用，为提高氧化锌避雷器安全可靠运行的水平，在生产厂不断提高产品设计水平和制造质量的同时，也要加强对运行中氧化锌避雷器进行严格有效的检测和定期预防性试验，及开展氧化锌避雷器的在线监测，都是保证其安全可靠运行的有效手段。 2.氧化锌避雷器的分类

我国的氧化锌避雷器研制和生产现以形成集合型和规模化的大生产体系，在经过引进、消化、移植国外的先进技术的发展阶段，现已开发研制具有自己独立知识产权的系列产品，部分产品已达到国际先进水平，并与国际标准接轨参与国际市场的竞争。

以下结合我国生产的氧化锌避雷器系列产品，根据其不同的技术指标进行分类： 2.1按电压等级

氧化锌避雷器按额定电压值来分类，可分为三类； 2.1.1.高压类；其指66KV以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为500kV、220kV、110kV、66kV四个等级等级。 2.1.2.中压类；其指3kV～66kV（不包括66kV系列的产品）范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kV、6kV、10kV、35KV四个电压等级。

2.1.3.低压类；其指3KV以下（不包括3kV系列的产品）的氧化锌避雷器系列产品， 大致可划分为1kV、0.5kV、0.38kV、0.22kV四个电压等级。 2.2按标称放电电流

氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、1.5kA五类。 2.3按用途

氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿电容器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、变压器中性点型七类。 2.4按结构

氧化锌避雷器按结构可划分为两大类；

2.4.1.瓷外套；瓷外套氧化锌避雷器按耐污秽性能分为四个等级，Ⅰ级为普通型、Ⅱ级为用于中等污秽地区（爬电比距20mm/KV）、Ⅲ级为用于重污秽地区（爬电比距25mm/kV）、Ⅳ级为用于特重污秽地区（爬电比距31mm/kV）。

2.4.2.复合外套；复合外套氧化锌避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电阻片，内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成，具有硅橡胶材料和氧化锌电阻片的双重优点。该系列产品除具有瓷外套氧化锌避雷器的一切优点外，另具有绝缘性能、高的耐污秽性能、良好的防爆性能以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点。 2.5按结构性能

氧化锌避雷器按结构性能可分为；无间隙（W）、带串联间隙（C）、带并联间隙（B）三类。 3.氧化锌避雷器的选用

氧化锌避雷器在选用中应注意它的参数的正确选择，否则将会在运行中发生各类问题，甚至导致事故发生。 3.1标称放电电流

因氧化锌避雷器的标称放电电流分为五类，在选用时应根据避雷器的应用场合和避雷器的技术参数来选择，见表1。表1氧化锌避雷器技术参数

标称放电电流（kA）避雷器额定电压（kV有效值）大电流冲击电流值（kA峰值）大电流压力释放预期对称电流（kA有效值）小电流压力释放电流值（A有效值）避雷器适用场合20420≤Ur≤46810080、63、40、20800电站用避雷器1090≤Ur≤468100(65)40、20、1054≤Ur≤2516发电机用避雷器5≤Ur≤1765(40)—配电用避雷器5≤Ur≤9016补偿电容器用避雷器5≤Ur≤10816电站用避雷器42≤Ur≤8410电气化铁道用避雷器2.54≤Ur≤13.5255电动机用避雷器1.50.28≤Ur≤0.510—低压避雷器2.4≤Ur≤15.25电机中性点用避雷器60≤Ur≤2075变压器中性点避雷器

注：1.括号内大电流冲击峰值为推荐值；

2.根据运行条件，电流峰值可取其他值（较高或较低）。 3.2额定电压

按IEC标准规定，避雷器在注入标准规定的能量后，必须能耐受相当于额定电压数值的暂时过电压至少10s。

避雷器额定电压可按下式选择： Ur≥Kut（kV）

式中：K为切除短路故障时间系统。10s及以内切除故障K=1.0；10s以上切除故障K=1.3；Ut为暂时过电压，kV。

在选择避雷器额定电压时，仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂时过电压。 3.3最大持续运行电压

一般情况下，避雷器最大持续运行电压Uc≥0.8Ur，且不得低于以下规定值： 直接接地系统： Uc≥Um/1.732

式中：Um为系统最高工作电压，kV。 非直接接地系统：

10s及以内切除故障时， Uc≥Um/1.732

10s以上切除故障时， Uc≥Um（35～66kV） Uc≥1.1Um（3～10kV） 3.4雷电冲击保护水平

避雷器标称放电电流（8/20μs）下的残压值为避雷器的雷电冲击保护水平。陡波标称放电电流（1/5μs）下的残压值与标称放电电流下的残压值之比不得大于1.15。 避雷器雷电冲击保护水平应满足保护电力设备绝缘配合的要求。即满足电气设备全波冲击绝缘水平与雷电冲击保护水平之比不得小于1.4。 3.5操作冲击保护水平

避雷器操作冲击电流（波前30～100μs）下的残压值为避雷器的操作冲击保护水平。操作冲击绝缘配合系数应满足：电气设备的操作冲击绝缘水平与操作冲击保护水平之比值不得小于1.15。

3.6压力释放等级

在大气中使用带有压力释放装置的避雷器，应按避雷器安装点可能的最大短路电流有效值进行选择。不同的标称放电电流具有不同的压力释放等级。