氧化锌避雷器的选型及详细参数标准 _知识百科

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。我国从日本引进氧化锌避雷器的先进技术及生产线，1976年开始进行电力氧化锌避雷器的研究，于80年代中期达到国际先进水平。同煤集团于90年代末期开始将氧化锌避雷器在全系统中推广应用，但由于部分设计部1 ]的选型参数不当，运行部门维护经验不足，由此引发的电网事故时有发生。氧化锌避雷器的选择应根据系统运行方式不同、保护对象不同而有所区别，其主要难点是确定暂时过电压的范围问题，既要保证在较高的操作过电压及大气过电压下安全、可靠地动作，又要保证在暂时过电压下阀片不动作，因此只有正确地选择氧化锌避雷器方能发挥其应有的防雷保护作用。
1避雷器选型误区
由于选型人员缺乏防雷知识，对氧化锌避雷器的选型不够重视，简单认为只要安装了氧化锌避雷器就有防雷作用，造成氧化锌避雷器的选型错误，使得氧化锌避雷器在实际运行中根本起不到应有的保护作用。根据多年现场经验，选型错误主要表现在以下方面。
1.1 选型时未考虑环境条件
氧化锌避雷器选型时应按照使用地区的环境温度、海拔高度、风速、污秽等级、地震烈度等条件选择，所以用户在订货时要作具体要求。
1.2选型时未考虑保护对象
氧化锌避雷器选型时应按照被保护的对象确定避雷器的类型，保护对象不同，避雷器的型号也不同。现以10 kV系统发电机为例加以说明。电站型的氧化锌避雷器与发电机型的氧化锌避雷器型号与参数都有差别。发电机的额定电压为10.5 kV，一般情况下，发电机出口安装有避雷器防止雷电过电压对发电机的侵害。应选择发电机型的氧化锌避雷器，正确选型为HY5WD- 13.5/31型的避雷器，而电站型的避雷器型号为HY5WZ-17/45 。两种10 kV氧化锌避雷器
【氧化锌避雷器的选型及详细参数标准】参数见表1 。

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从表1可看出:变电站用避雷器比发电机用避雷器额定电压高出3.5 kV,持续运行电压高出3.5 kV,直流1 mA参考电压高出5.4 kV,残压高出14 kV 。而额定电压为10.5 kV的发电机，出厂冲击耐压估算值为34kV(幅值)，所以保护发电机的避雷器相应残压等参数要低。变电站10 kV变压器出厂冲击耐压值为80kV (幅值)，相应避雷器残压等参数要大。因此，两种避雷器不能互换使用。当发电机出口误装变电站避雷器、发电机遭受过电压时，避雷器动作，将过电压限制在不大于45 kV残压下，这比发电机专用避雷器残压31kV高出14kV,45kV避雷器残压突然加在发电机的绝缘上，可能导致发电机的绝缘击穿。
1.3避雷器特性参数选择错误
氧化锌避雷器最重要的参数有3个。一个是氧化锌避雷器额定电压、一个是氧化锌避雷器标称残压、一个是氧化锌避雷器标称放电电流。下面以HY5WZ-17/45型为例来说明。
1.3.1 氧化锌进雷器的额定电压
指允许加在避雷器两端间的最大工频电压的有效值，是在60C温度下注人规定能量后能耐受额定电压10s，随后在持续运行电压下耐受30 min，能保持热稳定，不发生热击穿HY5WZ-17/45型号中的17表示额定电压，可以简单地将其理解为过电压有效值达到17 kV左右氧化锌避雷器就会开始工作。这个参数不能过低，否则容易导致氧化锌避雷器负担过重烧毁。氧化锌避雷器的主要任务是保

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以表2为例，选型时若避雷器的额定电压选择较高，则其允许的持续运行电压就高，标称电流下的残压也随之提高，保护裕度就会减小，对被保护设备的绝缘所受的电应力就会增大。如:系统标称电压为6kV，选择HY5WZ-17/45型避雷器，持续运行电压为13.6kV，标称电流下的残压为45kV,则对被保护设备的绝缘要求很高;反之，若避雷器的额定电压选择得较低，则其允许的持续运行电压就低，标称电流下的残压也随之降低，保护裕度就会增大，但有可能带来安全事故。如选择HY5WZ -7.6/27型避雷器，持续运行电压为4.0kV，标称电流下的残压为27 kV,则对被保护设备的绝缘要求降低，但持续运行电压4 kV≤1.99x6x1.15/V3 =7.9 kV (按暂时过电压最严重情况，即单相接地与甩负荷同时发生考虑)，所以对避雷器安全运行构成威胁。因此，氧化锌避雷器选型时应根据保护设备类型、系统电压等级、持续运行电压、故障切除时间、运行时过电压幅值等情况，选择最佳的避雷器额定电压值，以取得较大的保护裕度。根据同煤集团供电系统电压等级和保护设备的不同情况，笔者给出氧化锌避雷器额定电压的选择建议(见表 3),提供同行参考。

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1.3.2 氧化锌进雷器的标称践压
HY5WZ-17/45型号中的45表示雷电标称残压，可以简单地将其理解为出现最严重雷击的时候，避雷器至少可以把过电压峰值限制在45 kV以下。这个参数实际上是避雷器最重要的参数,因为整个系统绝缘配合的基础就在这里(注意残压与被保护设备绝缘水平的配合) 。我们不断地说降低残压好，就是因为降低了避雷器残压，也就等于提高了系统所有高压电器
的安全裕度。但是降低残压受到氧化锌电阻片本身性能的限制，是有底限的。有问隙氧化锌避雷器虽然可以进一步降低残压，但是同样不是无限降低，同样存在一个底限。
1.3.3 氧化锋进雷器标称放电电流
HY5WZ-17/45型号中的5表示标称放电电流。
标称放电电流是用来划分避雷器等级的波形8/20μ8的雷电冲击电流峰值，无间隙氧化锌避雷器按远方雷电侵人波的概率统计及变电站的重要性，一般可按表4选择。

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2避雷器的使用管理
阐述氧化锌避雷器的选型误区是提醒相关人员在选型时应详细提供安装地点的环境条件、被保护的对象等资料，以避免因选型不当而发生事故。要在做到正确选型的同时，还应加强相关方面的管理措施。
①选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂，从而保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能，才能提高产品的运行安全可靠性。
②在氧化锌避雷器使用前，应该对其有关技术参数进行测量，以确保氧化锌避雷器安装质量。
③氧化锌避雷器安装后必须提供良好的接地装置，使雷电流迅速流向大地。
④每年雷雨季节来临前，要及时对氧化锌避雷器做预防性试验。
⑤加强电网谐波的治理力度，在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置，以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。

使用单位只要正确选择氧化锌避雷器的型号，加强对氧化锌避雷器的全过程质量管理，实行规范化的设备定期检修，丰富氧化锌避雷器的试验手段，提高运行人员的业务能力等，氧化锌避雷器才能发挥出优良的保护作用，从而确保氧化锌避雷器在电网上安全可靠地运行。