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串联间隙氧化锌避雷器的特点

xx三水避雷器厂叶谷子
我国用于电力系统作防雷及过电压保护的避雷器,从最初的管形避雷器,至碳化硅普通(或磁吹)阀型避雷器,进而发展至氧化锌(ZnO)避雷器,而氧化锌避雷器又从初期的无间隙YW型派生出带串联间隙的YC型。

我厂正是生产YC型系列避雷器的专业厂家,目前主要产品有电站用Y5CI(FZ)系列,电机用Y5C2(FCD8)系列及配电用Y5C3(FS)系列。

低压用Y3W系列正在研制中,一俟型式试验通过,下半年可进入试生产阶段。

在电力系统的实际运行中,我们了解到:
①FZ-10型,其电阻片由碳化硅(SiC)制成,非线性系数一般在
0.17-
0.18左右,通过避雷器的续流值定为80A。

若放电间隙在熄弧电压下能顺利地遮断续流,就必须采用均压电阻;然而均压的分路电阻在运行中极易劣化,致使避雷器事故频繁;②FS4-10型是由仿苏产品改型的,其电阻片亦由碳化硅制成。

此种避雷器因瓷套管壁薄,间隙主电容小,避雷器放电电压易受外界影响;加之避雷器内腔容积小,正常运行状态下电压分布不均匀,电晕使工作空间气压降低等诸多不利因素,导致工频放电电压下降,特别在淋雨状态下,此种现象尤为严重,因而事故不断;③YW-10型或YA-10型无间隙氧化锌避雷器,比之碳化硅避雷器优越许多,但因不带间隙,工频电流长时间作用于阀片,容易造成阀片发热、老化,直接影响使用寿命,特别是难以承受我国35kV及以下电压等级非直接接地系统单相接地长时间故障引起的问题。

正因此,原水电部1986年颁发的《3-500kV交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》(SD 177-86)明文规定:
对非有效接地系统,只在特殊情况下(诸如弱绝缘,频繁动作或需释放大的能量)方使用金属氧化物避雷器(指无间隙氧化锌避雷器一笔者)。

1990年4月在广州召开的全省高电压工作会议也指出:
在10kV非接地系统中,如采用氧化锌避雷器,不能采用无间隙的而要采用带串联间隙的,还必须通过两部或两部委托省两厅局联合主持通过鉴定的产品。

我厂在研究单位的大力协助下,于1985年始,先后研制成功了多型YC型系列带串联间隙氧化锌避雷器,经过多年的生产工艺验证和全国众多用户长时间运行证实,该产品确具有良好的保护特性,尤其适合我国非直接接地系统使用。

我厂为了提高YC系列避雷器的保护特性方面,还做了大量工作,试举几例:
一、传统的碳化硅避雷器,其低点残压值是按50A下配置的;但采用氧化锌阀片,其低点残压值是按lmA下配置。

只要按UlmA值配足避雷器的额定电压,即10kV级为
12.7X×=18kV(峰值),这样在大气过电压下,通过避雷器的续流几乎为零。

因此,YC型避雷器在雷电作用后恢复正常运行比普阀型可靠,保证运行安全。

二、在氧化锌阀片上加上串联间隙,这样只要系统运行电压不超过避雷器的工频放电电压,避雷器的间隙就不会放电,氧化锌阀片就没有电流流过,决不会象YW型那样因阀片长时间通流而导至发热,老化甚至损坏,而且YC型产品能承受非直接接地系统单相接地长时间故障引起的问题,这是YW型所不能做到的。

三、由于氧化锌阀片的通流能力大,续流又几乎为零,所以阀片和间隙的直径都可大大缩小,本来瓷套也可大大缩小,但是为了增大避雷器内腔空间,有利于内部气体的对流,稳定工频放电电压,我厂YC型产品仍使用原FS4瓷套而不缩小;同时,还在间隙组外特别加装绝缘套环,以减少淋雨状态下外部电场对避雷器的影响,使湿工频放电电压不致下降,这是普阀型避雷器做不到的。

四、为了提高避雷器的保护特性.我厂在设计上尽可能提高阀片的通流能力,这样则有利于避雷器的多次动作,提高使用寿命;同时适当降低避雷器的冲击放电电压和冲击电流残压,以提高其保护性能(详见性能比较表)。

五、避雷器的密封好坏直接关系到产品的性能和使用寿命。

我厂除了选用三元乙丙优质密封件外,还参考日本的先进工艺,检漏时先用热槽法泡浸,再用冷槽法长时间泡浸,然后再测量其绝缘电阻,以保证其密封的可靠性。

综上所述,YC型系列产品较之FZ,FS或YW型产品,是有许多优越之处的。

如果说这偏重于理论分析的话,那么我们不妨以事实为据。

因为实践是检验真理的标准。

再试举几例:
一、广州北区供电局,于86年投运FY-10无间隙氧化锌避雷器33具,不足一年,爆炸8-9具,后全部退出运行;
88年5月10日用我厂Y5C3型一组投运,经运行两年试验合格。

复装出投运;89年8-12月共装出11套,至今未出现异常。

二、西北电管局安康供电局,该局火石岩变电站为制止谐振过电压,曾采取过有关技术措施,但是仍然避免不了PT烧毁及SIC避雷器(FZ-6)爆炸或间隙非线性并联电阻断裂,老化等故障。

1987年5月,该局将原SIC避雷器全部更换掉,采用我厂Y5C1-
7.6/30二组及Y5C3-
12.三组,在当年多雷雨季节之5-10月,仅6kVII段母线ZnO避雷器就动作厂相次,从6-10月不完全统计,6kV系统发生单相永久性接地7次,其中8月13日出现不完全接地三次,雷季过后,
87年11月至年底,又发生单相接地3次,YC型避雷器均经受了考验,
88年4月23比该局对每只投运一年之YC型产品进行预测检查,结果每只工频放电电压未变。


88年8月(写运行报告时),两组电站型及三组配电型YC避雷器均运行正常。

三、河北省唐山钢铁公司,自85年始先后采用我厂电机用,配电用YC型产品2 0 0多台,运行至
88年3月21日(写报告时)未有出现事故。

该公司还认为:
这种YC型产品,是当前避雷器品种中最为理想的过电压保护装置,更值得推广.。

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