避雷器结构及原理资料
FS系列阀式避雷器的结构如图2(a)示, 此系列避雷器阀片直径较小,通流容量较 低,一般用于保护变配电设备和线路。FZ 系列阀式避雷器的结构如图2(b)示,此 系列避雷器阀片直径较大,且火花间隙并 联了具有非线性的碳化硅电阻,通流容量 较大,一般用于保护35 kV及以上大、中型 工厂中总降压变电所的电气设备。
图2阀式避雷器的结构 (a) FS-10 阀式避雷器;(b) FZ-10 阀式避雷器
磁吹阀式避雷器(FCD型)的内部附有磁 装置来加速火花间隙中电弧的熄灭,专门 用来保护重要的或绝缘较为薄弱的设备, 如高压电动机等。
(2) 保护间隙和管式避雷器 保护间隙是最简单的防雷设备,其原理结构 如图3所示。保护间隙一般用镀锌圆钢制成, 由主间隙和辅助间隙两部分组成。主间隙 做成角形的,水平安装,以便灭弧。为了 防止主间隙被外来的物体短路而引起误动 作,在主间隙的下方串联有辅助间隙。因 为保护间隙灭弧能力弱,一般要求与自动 重合闸装置配合使用,以提高供电的可靠 性。
阀式避雷器主要由平板火花间隙与碳化硅 电阻片(阀片)串联而成,装在密封的瓷 管内,外壳有接线螺栓供安装用。避雷器 中的碳化硅电阻具有非线性特性,在正常电 压时其阻值很大,过电压时其阻值随之变小。
阀式避雷器在正常的工频电压作用下火花 间隙不被击穿,但在雷电波过电压下,避 雷器的火花间隙被击穿;碳化硅电阻的阻 值随之变得很小,雷电波巨大的雷电流顺 利地通过电阻流入大地中,电阻阀片对尾 随雷电流而来的工频电压呈现了很大的电 阻,从而工频电流被火花间隙阻断,线路 恢复正常运行。由此可见,电阻阀片和火 花间隙的密切配合使避雷器很像一个阀门, 对于雷电流“阀门”打开,对于工频电流 “阀门”则关闭,故称之为阀式避雷器。
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避雷器的分类及结构
• • • 常用避雷器的形式有阀式、管式、保护间隙和 金属氧化物等。 (1) 阀式避雷器 阀式避雷器主要分为普通阀式避雷器和磁 吹阀式避雷器两大类。普通阀式避雷器有FS和 FZ两种系列;磁吹阀式避雷器有FCD和FCZ两 种系列。阀式避雷器型号中的符号含义如下: F—阀式避雷器;S—配(变)电作用;Z—电站 用;Y—线路用;D—旋转电机用;C—具有磁 吹放电间隙。
图3保护间隙
管式避雷器的基本元件是安装在产气管内的 火花间隙,间隙由棒型和环型电极构成, 如图4所示。管式避雷器由灭弧管内间隙和 外间隙组成。灭弧管一般用纤维胶木等能 在高温下产生气体的材料制成。当雷电波 过电压来临时,管式避雷器的内、外间隙 被击穿,雷电流通过接地线泄入大地。接 踵而来的工频电流产生强烈的电弧,电弧 燃烧管壁并产生大量气体从管口喷出,很 快地吹灭电弧。同时外部间隙恢复绝缘, 使灭弧管或避雷器与系统隔开,系统恢复 正常运行。
2)有串联间隙型金属氧化物(氧化锌)避雷器 是在复合外套金属氧化物避雷器内的电阻片与一 间隙件串联组成;间隙件是在一瓷环内装有两个 碟形电极。适用于中性点非有效接地系统中 , 当系统发生单相接地故障或弧光接地时,可能产 生比较严重的暂态过电压,且持续时间较长,无 间隙氧化锌避雷器难于承受此种过电压,而有串 联间隙的氧化锌避雷器克服了上述缺点,在单相 接地和较低幅值的弧光接地过电压下,串联间隙 不动作,使避雷器与系统隔离;在高于上述过电 压下,间隙放电,氧化锌阀片优异的伏安特性限 制了避雷器两端的残压,且通过避雷器的续流值 很小,极易切断,对变压器的绝缘提供可靠保护。
• • 持续运行电压:即允许长期工作电压。它应等于或大于 系统的最高相电压。 额定电压(kV):即允许短时最大工频电压(灭弧电 压)。避雷器能在此工频电压下动作放电并熄弧,但不 能在此电压下长期运行。它是避雷器特性和结构的基本 参数,也是设计的依据。 工频耐受伏秒特性:表明氧化锌避雷器在规定条件下, 耐受过电压的能力。 标称放电电流(kA):用于划分避雷器等级的放电电流 峰值。220 kV及以下系统不应超过5 kA 残压:是指避雷器在冲击电流作用下,避雷器两端所产 生的电压 也可以理解为避雷器两端所能承受的最高电 压值
避基于三个前提:
1、伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配 合 2、保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度 3、被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内
避雷器的要求:
1、正常运行时不放电,过电压时放电正确动作 2、放电后要有自恢复功能
避雷器的相关参数
图4管式避雷器
因管式避雷器是靠工频电流产生气
体而灭弧的,如果开断的短路电流
过大,产气过多超出灭弧管的机械
强度时,会使其开裂或爆炸,因此
管式避雷器通常用于户外。
• (3) 金属氧化物避雷器 • 1)无间隙金属氧化物避雷器(亦称压敏 避雷器)是20世纪70年代开始出现的一种 新型避雷器。与传统的碳化硅阀式避雷器 相比,无间隙金属氧化物避雷器没有火花 间隙,且用氧化锌(ZnO)代替碳化硅 (SiC),在结构上采用压敏电阻制成的阀 片叠装而成,该阀片具有优异的非线性伏 安特性:工频电压下,它呈现极大的电阻, 有效地抑制工频电流;而在雷电波过电压 下,它又呈现极小的电阻,能很好地泄放 雷电流。
避雷器的结构及原理
变电检修工区高压班
边疆
避雷器的作用
当雷电过电压沿架空线路侵入变配电所 或其他建筑物内时,将发生闪络,甚至将 电气设备的绝缘击穿。因此,假如在电气 设备的电源进线端并联一种保护设备即避 雷器,如图1,当过电压值达到规定的动作 电压时,避雷器立即动作,流过电荷,限 制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正 常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系 统正常供电 。
金属氧化物避雷器具有保护特性好、通流 能力强、残压低、体积小、安装方便等优 点。目前金属氧化物避雷器已广泛地用于 高、低压电气设备的保护。 氧化锌避雷器铭牌的型号字母含义 例如HY5WS-17/50L:H-表示复合绝缘 外套;Y-表示金属氧化锌避雷器;5-表示 冲击放电电流为5KA;W-表示无间隙;S表示配电型;17-表示避雷器的额定电压 为17KV;50-表示避雷器的残压为50KV; L-表示带脱离装置氧化锌避雷器。