探討氧化鋅避雷器的選型

摘要：針對一些單位使用氧化鋅避雷器存在選型不當?shù)默F(xiàn)狀，導致避雷器在運行中起不到應有的保護作用，甚至容易發(fā)生事故，威脅到電網(wǎng)的安全運行。據(jù)此結合氧化鋅避雷器的分類，對選型中常見錯誤進行闡述，提供給相關人員借鑒。

關鍵詞：避雷器；分類；選型

引言

氧化鋅避雷器是20 世紀 70年代出現(xiàn)的性能優(yōu)良的電壓保護裝置，我國從日本引進氧化鋅避雷器技術及裝備，由引進到吸收、消化、技術改進用了 3年時間，于80年代中期達到國際先進水平。但是由于生產(chǎn)廠家優(yōu)劣不齊，設計部門選型不當，運行部門維護經(jīng)驗不足，由此引發(fā)的電網(wǎng)事故時有發(fā)生。

1避雷器選型誤區(qū)

由于選型人員缺乏防雷知識，對氧化鋅避雷器的選型不夠重視，簡單認為只要安裝了氧化鋅避雷器就有防雷作用，造成氧化鋅避雷器的選型錯誤，使得氧化鋅避雷器在實際運行中根本起不到應有的保護作用。根據(jù)多年現(xiàn)場經(jīng)驗，選型錯誤主要表現(xiàn)在以下方面。

1.1選型時未考慮環(huán)境條件

氧化鋅避雷器選型時應按照使用地區(qū)的環(huán)境溫度、海拔高度、風速、污穢等級、地震烈度等條件選擇，所以用戶在訂貨時要作具體要求。

1.2選型時未考慮保護對象

氧化鋅避雷器選型時應按照被保護的對象確定避雷器的類型，保護對象不同，避雷器的型號也不同。

現(xiàn)以10 kV系統(tǒng)發(fā)電機為例加以說明。電站型的氧化鋅避雷器與發(fā)電機型的氧化鋅避雷器型號與參數(shù)都有差別。發(fā)電機的額定電壓為10.5 kV，一般情況下，發(fā)電機出口安裝有避雷器防止雷電過電壓對發(fā)電機的侵害。應選擇發(fā)電機型的氧化鋅避雷器，正確選型為HY5WD-13.5/31型的避雷器，而電站型的避雷器型號為HY5WZ-17/45。

1.3避雷器特性參數(shù)選擇錯誤

氧化鋅避雷器最重要的參數(shù)有3個。一個是氧化鋅避雷器額定電壓、一個是氧化鋅避雷器標稱殘壓、一個是氧化鋅避雷器標稱放電電流。下面以HY5WZ-17/45型為例來說明。

1.3.1氧化鋅避雷器的額定電壓

指允許加在避雷器兩端間的最大工頻電壓的有效值，是在60℃溫度下注入規(guī)定能量后能耐受額定電壓10s，隨后在持續(xù)運行電壓下耐受30 min，能保持熱穩(wěn)定，不發(fā)生熱擊穿。

HY5WZ-17/45型號中的17表示額定電壓，可以簡單地將其理解為過電壓有效值達到17 kV左右氧化鋅避雷器就會開始工作。這個參數(shù)不能過低，否則容易導致氧化鋅避雷器負擔過重燒毀。

氧化鋅避雷器的主要任務是保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞。

表1 無間隙氧化鋅避雷器的技術參數(shù)

以表1為例，選型時若避雷器的額定電壓選擇較高，則其允許的持續(xù)運行電壓就高，標稱電流下的殘壓也隨之提高，保護裕度就會減小，對被保護設備的絕緣所受的電應力就會增大。如：系統(tǒng)標稱電壓為6 kV，選擇HY5WZ-17/45型避雷器，持續(xù)運行電壓為13.6 kV，標稱電流下的殘壓為45 kV，則對被保護設備的絕緣要求很高；反之，若避雷器的額定電壓選擇得較低，則其允許的持續(xù)運行電壓就低，標稱電流下的殘壓也隨之降低，保護裕度就會增大，但有可能帶來安全事故。如選擇HY5WZ-7.6/27型避雷器，持續(xù)運行電壓為4.0 kV，標稱電流下的殘壓為27 kV，則對被保護設備的絕緣要求降低，但持續(xù)運行電壓4 kV ≤ 1.99x6x1.15√3=7.9 kV（按暫時過電壓最嚴重情況，即單相接地與甩負荷同時發(fā)生考慮，所以對避雷器安全運行構成威脅。因此，氧化鋅避雷器選型時應根據(jù)保護設備類型、系統(tǒng)電壓等級、持續(xù)運行電壓、故障切除時間、運行時過電壓幅值等情況，選擇最佳的避雷器額定電壓值，以取得較大的保護裕度。根據(jù)同煤集團供電系統(tǒng)電壓等級和保護設備的不同情況，筆者給出氧化鋅避雷器額定電壓的選擇建議（見表2），提供同行參考。

表 2無間隙氧化鋅避雷器額定電壓的選擇

1.3.2氧化鋅避雷器的標稱殘壓

HY5WZ-17/45型號中的45表示雷電標稱殘壓，可以簡單地將其理解為出現(xiàn)最嚴重雷擊的時候，避雷器至少可以把過電壓峰值限制在45 kV以下。這個參數(shù)實際上是避雷器最重要的參數(shù)，因為整個系統(tǒng)絕緣配合的基礎就在這里樁意殘壓與被保護設備絕緣水平的配合）。我們不斷地說降低殘壓好，就是因為降低了避雷器殘壓，也就等于提高了系統(tǒng)所有高壓電器的安全裕度。但是降低殘壓受到氧化鋅電阻片本身性能的限制，是有底限的。有間隙氧化鋅避雷器雖然可以進一步降低殘壓，但是同樣不是無限降低，同樣存在一個底限。

1.3.3氧化鋅避雷器標稱放電電流

HY5WZ-17/45型號中的5表示標稱放電電流。標稱放電電流是用來劃分避雷器等級的波形8/20 μs的雷電沖擊電流峰值，無間隙氧化鋅避雷器按遠方雷電侵入波的概率統(tǒng)計及變電站的重要性，一般可按表3選擇。

表3無間隙氧化鋅避需器標稱放電電流的選擇

2避雷器的使用管理

闡述氧化鋅避雷器的選型誤區(qū)是提醒相關人員在選型時應詳細提供安裝地點的環(huán)境條件、被保護的對象等資料，以避免因選型不當而發(fā)生事故。要在做到正確選型的同時，還應加強相關方面的管理措施。

①選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產(chǎn)廠，從而保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能，才能提高產(chǎn)品的運行安全可靠性。

②在氧化鋅避雷器使用前，應該對其有關技術參數(shù)進行測量，以確保氧化鋅避雷器安裝質量。

③氧化鋅避雷器安裝后必須提供良好的接地裝置，使雷電流迅速流向大地。

④每年雷雨季節(jié)來臨前，要及時對氧化鋅避雷器做預防性試驗。

⑤加強電網(wǎng)諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設動態(tài)無功補償和濾波裝置，以使電網(wǎng)的高次諧波值控制在國家標準允許范圍內(nèi)。

3結束語

使用單位只要正確選擇氧化鋅避雷器的型號，提高安裝驗收質量，加強運行管理，科學合理地開展設備檢修，氧化鋅避雷器就能發(fā)揮出優(yōu)良的保護作用，從而確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。