无间隙金属氧化物避雷器的选择、安装与维修

湖南省高级技师综合评审

维修电工职业文章

(国家职业资格认证  一级)

文章类型: 论文

文章题目: 基于SCADA的矿山风机变频器远程控制

姓    名: 李国杏

准考证号:

所在省市: 湖南省郴州市

工作单位: 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司

无间隙金属氧化物避雷器的选择、安装与维修

湖南宝山有色金属矿业有限责任公司   李国杏

摘要: 避雷器是电力系统中电器设备免受雷电侵入和操作过电压的重要保护装置之一，只有正确地选择和安装避雷器，方能发挥其应有的防雷保护作用。

关键词: 无间隙金属氧化物避雷器    选择、安装、维修

无间隙金属氧化物避雷器是国际上90年代的高科技产品。采用了非线性伏、安特性十分优异的氧化物电阻片，故而避雷器的陡波、雷电波、操用波下的保护特性均比传统的碳化硅避雷器有了极大的改善。特别是氧化物电阻片具有良好的陡波响应特性，对陡波电压无迟延，操作残压低，没有放电分散性等优点，从而克服了碳化硅避雷器所固有的因陡波放电迟延而引起的陡波放电电压高、操作波放电分散性大而导致操作波放电电压高等缺点，使得陡波、操作波下的保护裕度接近一致，从而对电力设备提供最佳的保护，进而提高了保护的可靠性。无间隙金属氧化物避雷同时具有吸收各种雷电过电压、操作过电压和工频暂态过电压的能力。

我矿是雷电的多发区域，大型机电设备多，设备中已大量使用各型号无间隙金属氧化物避雷器。因此维修人员必须了解它，正确地选择和安装它，从而避免雷电和操作过电压对设备的冲击，保障人员和设备的安全。

一、无间隙金属氧化物避雷器的选择

选择的一般要求如下：

1.1应按照使用地区的气温、海拔、风速、污秽及地震等条件确定避雷器使用环境条件，（无间隙金属氧化物避雷器使用条件：环境温度为-40℃～+40℃；海拔高度不大于3000m; 电源频率为48Hz～62Hz; 最大风速不超过35m/s; 地震裂度为7度及以下地区；）并按系统的标称电压、系统最高电压、额定频率、中性点接地方式，短路电流值以及接地故障持续时间等条件确定避雷器的系统运行条件。

1.2按照被保护的对象确定避雷器的类型。例如：

配电型：保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱式变、电缆头等有关配电设备免受大气和操作过电压的损坏，可选择“HY5WS”型。 

电站型：保护发电厂、变电所中交流电器设备免受大气和操作过电压的损坏，可选择“HY5WZ”或“Y5WZ”型。

电机型：真空断路器或少油断路器投切旋转电机时产生的过电压，保护旋转电机免受操作过电压的损坏，可选择“HY2.5WD”或“Y2.5WD”型。

电容器型：抑制真空断路器或少油断路器操作电容器组产生的过电压，保护电容器组免受操作过电压的损坏，可选择“HY5WR”型。

1.3按长期作用于避雷器上的最高电压确定避雷器的持续运行电压。

    1.4 按避雷器安装地点的暂时过电压幅值、持续时间选择避雷器的额定电压。

    

    1.5 估算通过避雷器的放电电流幅值，选择避雷器的标称放电电流。

    

    1.6 根据被保护设备的额定雷电冲击耐受电压和额定操作冲击耐受电压，按绝缘配合的要求，确定避雷器雷电过电压保护水平和操作过电压保护水平。

    1.7 估算通过避雷器的冲击电流和能量，选择避雷器的试验电流幅值，线路放电耐受试验等级及吸收能力。

1.8按避雷器安装处最大故障电流，选择避雷器压力释放等级。

1.9 按避雷器安装处环境污染程度，选择避雷器瓷套的泄露比距。

1.10按避雷器安装的引线拉力、风速和地震等条件，选择它的机械强度。

1.11当避雷器不满足绝缘配合要求时，可采取适当降低其额定电压或标称放电电流等级或提高被保护设备的绝缘水平等补救措施。

二、无间隙金属氧化物避雷器的主要特性参数选择  

2.1 持续运行电压Uc。中性点直接接地系统的相对地无间隙金属氧化物避雷器，其Uc可按不低于系统最高相电压选取。

在中性点非直接接地系统，如单相接地故障能在10s以内切除，其Uc仍可按不低于系统最高相电压选取，但由于我国大部分中性点非直接接地系统中允许带接地故障运行2h以上，因此Uc可按以下原则选取：

10s以内切除故障   Uc≧系统最高相电压

2 h以上切除故障   3～10KV  Uc≈1.1倍系统最高线电压

                     35～66KV  Uc≧系统最高线电压

至于10s～2h之间，可按2h以上选取，也可参照避雷器的工频电压耐压特性曲线选取。

2.2额定电压Ur。Ur是指避雷器两端间的最大允许工频电压的有效值，是在60℃温度下注入规定能量后，能耐受额定电压Ur 10秒，随后在Uc下，耐受30分钟，能保持热稳定。

2.3暂时过电压Ut。暂时过电压Ut是确定避雷器额定电压之依据，在选择Ut时，主要考虑单相接地，甩负荷和长线电容效应所引起的工频电压升高，幅值可按下列条件选取。

2.3.1 中性点非直接接地系统：

3～10KV    Ut＝1.1倍系统最高线电压

35～66KV   Ut＝系统最高线电压

2.3.2 中性点直接接地系统：

110～220KV     Ut＝1.4倍系统最高相电压

2.4 相对地避雷器的额定电压。相对地避雷器的额定电压可按下表确定。

 系统标称电压

( KV )	相对地避雷器额定电压Ur( KV ) 10秒及以内切除故障	相对地避雷器额定电压Ur( KV ) 大于10秒切除故障	接地方式
3	4	5	非直接接地
6	8	10
10	13	17
35	42	54
66	72	90

2.5工频电压耐受时间特性。避雷器的工频电压耐受时间特性，是其在吸收了规定的过电压能量之后耐受暂时过电压的能力。中性点直接接地系统中用的避雷器，或是带接地故障自动切除装置系统中用的避雷器，可耐受等于其额定电压的暂时过电压10秒，若暂时过电压作用时间长，其耐受的幅值就低，反之就高。故若暂时过电压作用时间短于或大于10秒或其幅值低于或高于避雷器的额定电压，即可用该避雷器的工频耐受时间特性曲线进行校核。

2.6标称放电电流。即国标GB11032《金属氧化物避雷器技术规范》规定的避雷器标称放电电流Ib,如下表所列：

避雷器类型	系统标称电压有效值       （ KV ）	标称放电电流峰值       ( KA )
电机和变压器中性点	3～500	1.0
低     压	0.22～0.38	1.5
电     机	3～20	2.5
配     电	3～10	5
并联补偿电容	3～66	5

2.7保护水平与绝缘配合系数。雷电过电压保护水平是下面两项较高者：

标称放电电流下的最大残压。

陡坡冲击电流下的最大残压除以1.15（指油浸绝缘类地区电器，其他类电器设备可有不同系数）。操作过电压的保护水平是操作冲击电流下的最大残压。

按惯用法进行绝缘配合时，设备的绝缘水平与避雷器保护水平比值为配合系数。

雷电过电压配合系数：

避雷器紧靠被保护设备时＞1.25

避雷器非紧靠被保护设备时＞1.4

操作过电压配合系数＞1.15

三、 无间隙金属氧化物避雷器安装使用与维修

3.1 安装前应校对铭牌，避雷器的额定电压应与安装点的系统电压符合。

3.2 避雷器固定在支架上，上端与高压线连接，下端要可靠接地。

3.3 不能将避雷器作为承力支持绝缘子使用，应尽量靠近被保护设备安装，以减小距离对保护效果的影响。

3.4 终端避雷器宜安装在跌落式熔断器之后，以利于开断时对终端设备也起保护作用，变压器低压侧应装低压避雷器，以防止正反变换引起的过电压损坏变压器。

3.5使用避雷器应注意使用地点的环境温度，金属氧化物避雷器不适合安装在有震动或严重污秽的地方，及有严重腐蚀气体的场所。

3.6 避雷器接地应符合接地规程要求。

 3.7 金属氧化物避雷器应存放在清洁、干燥的房间，投入运行前，应做预防性试验。在投入运行后，也应定期（10KV及以下避雷器4～5年一次）做如下试验并参照附表（部分型号）与运行前的数据进行比对：

3.7.1 测量避雷器的绝缘电阻；（35KV以上≧2500MΩ 35KV以下≧1000 MΩ）

3.7.2测量避雷器直流1mA电压；

3.7.3测量0.75倍直流1mA下的泄漏电流。

附表：

型  号		系统 额定 电压 kv (rms)	避雷器额定电压 kv (rms)	持续运行电压 KV (rms)	直流1MA 参考电压 KV 不小于	标称放电电流下残压KV crest 不大于	陡波冲击残压KV crest 不大于	2ms 方波通流容量 A	使用场所
复 合 外 套	HY5WS-3.8/17	3	3.8	2.0	7.5	17.0	19.6	100	配电型保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱式变、电缆头柱上油开关等配电设备免受大气和操作过电压损坏。
	HY5WS-5/15	3	5	4.0	7.5	15.0	17.3	150
	HY5WS-7.6/30	6	7.6	4.0	15.0	3O.0	34.5	100
	HY5WS-10/30	6	10	8.0	15.0	30.0	34.6	150
	HY5WS-12.7/50	10	12.7	6.6	26.0	50.0	57.5	100
	HY5WS-16.5/50	10	12.7	13.6	26.0	50.0	57.5	100
	HY5WS-17/50	10	17	13.6	26.0	50.0	57.5	150
	HY5WZ-5/13.5	3	5	4.0	7.2	13.5	15.5	200
	HY5WZ-7.6/27	6	7.6	4.0	14.4	27.0	31.0	150
	HY5WZ-10/27	6	10	8.0	14.4	27.0	31.0	200

型      号		系统 额定 电压 kv (rms)	避雷器额定电压 kv (rms)	持续运行电压 KV (rms)	直流1MA 参考电压 KV 不小于	标称放电电流下残压KV (crest) 不大于	陡波冲击残压KV (crest) 不大于	2ms 方波通流容量 A
瓷    外  套	Y5WS-12.7/45	10	12.7	6.6	24.0	45.0	51.8	150
	Y5WS-17/45	10	17	13.6	24.O	45.0	51.8	200
	Y5WR-5/13.5	3	5	4.0	7.2	10.5	-	400
	Y5WR-7.6/27	6	7.6	4.0	13.8	27.0	-	400
	Y5WR-10/27	6	10	8.0	14.4	27.0	-	400
	Y5WR-12.7/45	10	12.7	6.6	23.0	45.0	-	400
	Y5WR-17/45	10	17	13.6	24.0	45.0	-	400

型      号	系统 额定 电压 KV (rms)			避雷器额定电压 KV (rms)	持续运行电压 KV (rms)	直流1MA 参考电压 KV 不小于	标称放电电流下残压KV (crest) 不大于	陡波冲击残压KV (crest) 不大于	2ms 方波通流容量 A
HY5WZ-12.7/45	10			12.7	6.6	24.0	45.0	51.8	150
HY5WZ-16.5/45	10			16.5	13.2	24.0	45.0	51.8	150
HY5WZ-17/45			10	17	13.6	24.0	45.0	51.8	200
HY5WR-5/13.5	3			5	4.0	7.2	13.5	-	400
HY5WR-7.6/27	6			7.6	4.0	13.8	27.0	-	400
HY5WR-10/27	6			10	8.0	14.4	27.0	-	400
HY5WR-12.7/45	10			12.7	6.6	23.0	45.0	-	400
HY5WR-17/45	10			17	13.6	24.0	45.0	-	400
Y5WS-5/15	3			5	4.0	7.5	15.0	17.3	150
Y5WS-7.6/30	6			7.6	4.0	15.0	30.0	34.5	100
Y5WS-10/30		6		10	8.0	15.0	30.0	34.6	150
Y5WS-12.7/50			10	12.7	6.6	25.0	50.0	57.5	100
Y5WS-17/50	10			17	13.6	25.0	50.0	57.5	150
Y5WZ-5/13.5	3			5	4.0	7.2	13.5	15.0	200
Y5WZ-7.6/27	6			7.6	4.O	14.4	27.0	31.0	150
Y5WZ-10/27	6			10	8.0	14.4	27.0	31.0	200

四、 结束语

    总之，在使用各型号无间隙金属氧化物避雷器时，认真了解其性能、参数和用途。根据设备的要求和具体环境，正确选择和安装避雷器，这样就能很好的保障人员和设备的安全。