金属氧化物避雷器的若干应用问题

近年来,随着金属氧化物避雷器应用日益广泛,在应用中遇到不少问题,现就以下几个问题进行探讨: 1 保护特性和可靠性的关系 金属氧化物避雷器的保护特性主要是指雷电冲击残压、陡波冲击残压和操作波冲击残压,绝缘配合上要求低于设备的绝缘水平,绝缘配合系数为1.25以上。残压越低,保护特性越好。但不能太低,过低会影响直流或工频参考电压达不到要求,从而影响避雷器本身的运行可靠性。     

110 kV整只氧化锌避雷器雷电冲击老化特性研究

避雷器在其运行寿命过程中会承受多次雷电冲击过电压,其保护性能的变化值得关注。选取110 kV整只氧化锌避雷器作为试验研究对象,开展了多次连续的雷电冲击电流（8/20 μs, 10 kA）试验,测试了试验过程中避雷器的小电流伏安特性和残压。研究发现了110 kV整只避雷器在多次雷电冲击电流作用下的小电流伏安特性和残压变化规律及发生显著变化时的阈值次数,并解体分析了雷电冲击后避雷器内部电阻片的破坏形式。最后从微观机理上解释了避雷器在多次雷电冲击作用下的老化特征。     

雷达站电源综合防雷系统研究与设计

雷达站多位于高雷暴环境之中,其电源系统容易遭受雷击。针对雷达站电源系统的防雷问题,采用三级电涌保护器防护加隔离变压器的综合防护系统进行防护。首先利用三级电涌保护器防护快速降低雷电流的幅值,其次利用隔离变压器完全隔离电磁脉冲能量,彻底消除雷电流残压,从而达到保护效果。通过建模仿真和实际测试可以发现,该综合防雷系统对于雷电流的冲击具有较好的防护能力,能够保证雷达站电源系统在雷电环境下正常供电,确保了雷达装备和操作人员的人身安全。     

500 kV高电位梯度GIS罐式金属氧化物避雷器研制

为了满足500 kV GIS设备抵御过电压风险的需求,研制了高电位梯度GIS罐式金属氧化物避雷器,介绍了避雷器的结构及关键技术参数,设计计算了均压屏蔽罩及电阻片表面电场强度、罐体内部电位分布及外壳受力性能,开发了高梯度氧化锌电阻片,并开展了加速老化、内绝缘耐受、残压及工频电压耐受时间特性试验验证工作。研究结果表明:避雷器罐体内部电场强度最大值为18.97 kV/mm,电位分布不均匀系数为1.059,罐体外壳在正常使用和故障条件下的安全系数分别为13.6和1.53;研制的氧化锌电阻片在95%荷电率下的老化系数为0.8,并通过了工频电压耐受时间特性试验;避雷器通过了工频743 kV、雷电冲击1 676 kV和操作冲击1 175 kV的内绝缘耐受试验,雷电冲击残压为978 kV、操作冲击残压为830 kV和陡波冲击残压为1 100 kV,完全满足技术要求,具备挂网运行条件。     

金属氧化物避雷器对地铁高架桥段接触轨线路防雷的影响

地铁高架桥段由于自身高度的限制使其容易遭受雷电的侵袭,而安装金属氧化物避雷器是较为有效的雷电防护措施,因此有必要研究金属氧化物避雷器对地铁接触轨线路防雷的影响。文中利用电磁暂态仿真程序仿真分析了雷击点位置、金属氧化物避雷器安装方式对接触轨耐雷水平的影响,以及不同桥墩接地电阻条件下金属氧化物避雷器的雷电放电电流和比能量的变化规律。结果表明:雷击避雷带位置为1-5时,桥墩接地电阻对接触轨耐雷水平影响不明显;雷击位置为6时,接地电阻对其耐雷水平影响明显,且逐渐趋于平稳。通过安装金属氧化物避雷器能够明显改善接触轨耐雷水平,并且随着安装密度的增加而增加;而金属氧化物避雷器的放电电流、比能量与接地电阻成正比例关系。同时,对比不同型号的金属氧化物避雷器残压值及比能量值,工程上建议选用残压较小的YH5WS-17/45型金属氧化物避雷器。     

金属氧化物避雷器的残压检测模型

为了延缓金属氧化物避雷器(MOSA)阀片的寿命,保障电力系统安全稳定运行,提出了基于残压检测的避雷器诊断方法。将MOSA在冲击电流作用下产生的残压信号作为研究对象,建立MOSA残压检测模型;利用有限元法(FEM)得到残压检测结构参数,证明了该检测模型不会对MOSA产生不良影响。对模型进行工频稳态数值仿真,结果表明所提出的MOSA残压检测模型不仅可以降低MOSA本体的最大场强,还可以降低MOSA的工频损耗,延缓结构老化,降低设备的事故率。     

火力发电厂22kV氧化锌避雷器阻性电流过高问题研究

为了使电气设备免受雷电过电压的影响,并限制过电流的时间和幅值,需在高压导电线路装设避雷器.金属氧化物避雷器 (MOA)工作性能优异,在电力系统中得到广泛应用.根据某火力发电厂220kV 主变高压出线氧化锌避雷器历年带电测试结果,分析影响避雷器性能的原因,为同类型设备的运行维护提供参考。     

火力发电厂220kV氧化锌避雷器阻性电流过高问题研究

为了使电气设备免受雷电过电压的影响,并限制过电流的时间和幅值,需在高压导电线路装设避雷器.金属氧化物避雷器(MOA)工作性能优异,在电力系统中得到广泛应用.根据某火力发电厂220 kV主变高压出线氧化锌避雷器历年带电测试结果,分析影响避雷器性能的原因,为同类型设备的运行维护提供参考.     

风电场电缆集电系统雷电暂态数值计算

针对风电场集电系统升压变压器和避雷器在雷害事故中大量损坏现状,在雷害事故现场调查的基础上,对风电场电缆集电系统雷电暂态过电压及电流分布进行了数值计算。建立了单台机组模型和多台机组模型,考虑了风电机组数量、雷电流幅值、机组冲击接地电阻等各种因素对雷电暂态过电压和雷电流分布影响。结果表明:避雷器标称放电电流偏小是雷击损坏主要原因,多次回击电流将导致避雷器以及与其并联连接的升压变压器损坏。对于35 kV风电场电缆集电系统,如果风电机组冲击接地电阻很难降低,提高避雷器标称放电电流可以有效解决电缆集电系统雷电暂态过电压和避雷器保护问题。根据计算结果提出了避雷器标称放电电流推荐值,当雷电流幅值50 k A时,标称放电电流5 k A的避雷器可满足要求;当雷电流幅值≥100 k A时,则需要相应提高避雷器标称放电电流。对风电场电缆集电系统,在接线工艺规范的前提下,升压变压器高压侧安装1组避雷器可以满足过电压保护和绝缘配合要求。     

可控金属氧化物避雷器操作冲击动作特性试验方法

可控金属氧化物避雷器(简称可控避雷器)是一种可以深度降低特高压交流输电系统操作过电压的新型设备,现有的避雷器试验方法无法检验其在操作冲击下的动作特性。为此,分析了可控避雷器在操作冲击下的动作特性,设计了检验可控开关动作时延和可控开关动作前后避雷器残压这两个动作特性的试验方法,采用操作冲击电流和操作冲击电压分别进行了试验。通过在现有残压试验回路中并联调波电容实现了冲击电流试验方法。采用冲击电压发生器及其调节和测试回路实现了冲击电压试验方法。研制了一种110kV电压等级的可控避雷器模型,利用该模型开展了试验研究;结果表明,可控避雷器在操作冲击电压下能够可靠动作。与常规避雷器相比,在相同电流下,可控避雷器模型的残压降低幅度与设计可控比(25%)接近,所设计的可控避雷器模型具有预期的限压效果。验证了提出的可控避雷器动作特性试验方法的有效性。     

金属氧化物避雷器在陡波下的试验与模型分析

为研究金属氧化物避雷器(MOA)在特快速瞬态过电压(VFTO)陡波下的响应特性,设计制作了陡波电流源装置,并对MOA阀片进行了陡冲击电流波下的残压试验研究。结果表明VFTO下阀片残压较雷电残压增加20%左右。对现有的MOA陡波模型进行了概要总结,并分析了IEEE推荐模型和东芝提出模型的参数计算和适用范围。应用2种模型对252kV GIS试验回路中安装MOA的VFTO特性进行了初步仿真计算,初步结果表明模型参数的取值对计算结果有较大影响。因此MOA对VFTO的抑制作用需试验验证。     

3—500千伏交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则

1 前言 金属氧化物避雷器是用以保护电气设备免受各种过电压损害的保护设备。与过去常规使用的普通和磁吹阀型避雷器(电阻片的材料为碳化硅)比较,由于以金属氧化物为原料的电阻片具有优异的非线性伏安特性,可以不需要串联间隙。因此保护特性仅有冲击电流通过时的残压,没有因间隙击穿特性变化所造成的复杂影响。这种电阻片因冲击电流波头时间减小而导致残压增加的特性,也比碳化硅阀片平稳,陡波响应特性很好。金属氧化物避雷器没有工频续流,因而也没有灭弧问题。它的电阻片单位体积吸收能量大,还可以并联使用,使能     

一起110 kV金属氧化物避雷器缺陷的诊断与分析

金属氧化物避雷器(MOA)是电力系统内广泛采用的过电压保护装置,它通过吸收雷电过电压、操作过电压等冲击能量,保护发电厂、变电站及输电线路免受过电压冲击.近年来,金属氧化物避雷器电阻片因具有优异的非线性、良好的通流容量和持久的抗老化能力,逐渐取代了其他类型的避雷器,成为电力系统新一代的过电压保护设备[1-2].金属氧化物避雷器电阻片在运行电压下呈绝缘状态,通过的电流很小,但是若避雷器存在受潮、老化、脏污等缺陷,将导致其性能劣化,严重者甚至发生避雷器爆炸、对地短路等事故[3-4].因此,加强对运行中避雷器开展定期巡视及带电检测,及时发现并消除避雷器存在的缺陷,对保障电网安全稳定运行有着重要意义.     

ZnO压敏电阻残压比的影响因素分析

ZnO压敏电阻作为避雷器的核心元件,已经被广泛地应用于电力系统雷电防护设备之中.残压比是ZnO压敏电阻避雷器的重要参数,它决定了电力系统的过电压保护水平和电力设备绝缘要求.为此,分析了ZnO压敏电阻残压比的宏观影响因素,利用维诺网格模型和晶界导电模型研究了微结构参数和晶界参数对ZnO压敏电阻残压比的影响规律.晶粒尺寸、...     

电力工业部武汉高压研究所研制成功避雷器动作记录器

电力工业部武汉高压研究所研制成功BJI型避雷器动作参数的智能记录仪．它能记录避雷器动作的原因——雷电过电压还是内过电压；记录避雷器动作后流过避雷器的电流幅值及雷电的极性；记录避雷器动作次数．它是智能化电子仪器，数码显示，三相一体；仪器置于控制室内，值班人员能直接监视并记录Z用罗高夫斯基线圈作探头，避雷器动作后的大电流和电位升高等由磁隔离，安全可靠；避雷器动作后，仪器发出报警声，值班人员能及时察觉变电站的过电压状态．由仪器记录的电流幅值，可推出避雷器的残压，是进行事故分析的重要依据．本仪器性能优越，…     

氧化锌避雷器技术性能和选择原则

分析了避雷器在电力系统中的作用及它的基本特征.针对氧化锌避雷器的三个最重要的参数:额定电压、持续运行电压和雷电波残压,给出了不同使用场合的避雷器的技术参数及选用原则.正确选择氧化锌避雷器,确保电力系统安全经济运行.     

基于冲击特性和漏电流评价的避雷器监测系统

避雷器是电力系统的重要设备之一,其性能的优劣对电网安全运行起着重大作用.但输电线路避雷器目前采用的定期预防性试验存在时限性及操作困难等问题,特别是带间隙的避雷器,正常状态下无电流通过,无法通过泄漏电流来评价避雷器的状态.针对输电线路避雷器的特点,提出了基于泄漏电流和雷电冲击电流测量的避雷器全运行状态的实时监测技术.通过采集泄漏电流,评价线路避雷器的受潮、老化等状态;通过避雷器冲击大电流的次数和峰值,反映避雷器的剩余寿命以及是否需要预防性试验;冲击小电流的次数,可为雷电防护及雷击事故分析提供极有价值的科学依据.研究成果对提升全网的故障预防及事故分析能力具有重要的积极意义,有利于提高输电线路防雷水平及降低输电线路雷击跳闸次数,具有巨大的应用价值及市场前景.     

雷电冲击下金属氧化物避雷器动作负荷研究

通过对110、35kV金属氧化物避雷器(MOA)电阻片70×20、56×20在高幅值雷电波冲击下伏安特性 和动作负荷特性的实验研究,借助MOA电阻片的微观结构理论,从电场应力、热应力及避雷器的吸收能量几方面 阐述了雷电波冲击下MOA的动作负荷、损坏机理,分析了雷电过电压对避雷器的损坏机理和影响因素,指出高幅 值、陡波瞬时冲击下电阻片瞬时电流的极不均匀分布引起的内部热应力是导致电阻片损坏的主要原因。     

35 kV线路避雷器并联保护间隙设计研究

由于35 kV线路普遍没有架空地线,因此常遭受直击雷,导致线路避雷器因雷电流过载而损坏。为此提出了35 kV线路避雷器并联保护间隙结构,在线路避雷器两端并联空气保护间隙,通过等效电流计算与间隙放电试验获得了并联间隙结构与距离参数,在雷电流幅值高于保护动作阈值时,避雷器残压击穿并联放电间隙,防止避雷器雷击过载损坏。35 kV整支避雷器冲击放电试验与现场应用情况表明,并联间隙可在一定程度上降低35 kV线路避雷器雷击损坏概率。     

基于避雷器尾端电流监测的过电压反演可行性研究

目前已有许多在线监测装置能够成功获取到避雷器过电压的电流、电压信号,也可对过电压作用时刻进行记录,但尚未开展对避雷器冲击电流幅值及波形的记录研究,错过了通过避雷器冲击电流这一信息量丰富的状态量开展数据挖掘的尝试。采用现场试验的方式,对雷电过电压作用下避雷器尾端电流进行了实测,通过建立避雷器有限元场分析模型提取分布参数,使用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP建立过电压分析模型,仿真得到避雷器尾端冲击电流结果,将实测数据和仿真数据进行对比,验证了基于避雷器尾端电流监测反演避雷器首端过电压幅值和波形的可行性,并提出利用快速傅里叶变换方法,通过尾端电流反演出首端电压,为开展过电压幅值及类别的智能识别提供了技术支撑。