避雷器的選型和分析

吳魏武

【摘 要】本文主要討論的是幾種避雷針的安設(shè)方位，并介紹了如何對避雷針參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，得到了事先考慮系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地形式，要是系統(tǒng)中性點(diǎn)接地形式能夠在接地故障下運(yùn)行，那么最好使用串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷針。

【關(guān)鍵詞】避雷針；過電壓；絕緣保護(hù)

避雷器的選型對保護(hù)人們的生命安全具有至關(guān)重要的作用，所以還應(yīng)加強(qiáng)對不同避雷器的分析和研究，包括避雷器的種類、參數(shù)等等，以挑選合適的避雷器，使得避雷器能夠正常、穩(wěn)定的運(yùn)行，充分發(fā)揮避雷器的功能，從而為人們的生命安全提供重要保障。

一、避雷都有哪些種類

避雷針的種類一共分為兩種：（1）碳化硅閥式避雷器，普通閥式避雷器等，它們的特點(diǎn)在于都存在間隙，這樣在常規(guī)電壓下，避雷針就能夠保持在絕緣狀態(tài)。（2）交流金屬氧化物避雷器?，F(xiàn)在達(dá)到3kv到500kv的是無間隙氧化物避雷器，達(dá)到3kv到35kv的為串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器。

無間隙金屬氧化物避雷器具有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，其中優(yōu)點(diǎn)包括：結(jié)構(gòu)較為簡便，具有一定的保護(hù)作用；能夠吸取很多的能量，造價(jià)不高；缺點(diǎn)在于：電阻片不但要承受雷電過電壓，同時(shí)也要承受連續(xù)運(yùn)行的電壓，所以在這樣的情況下，無法確保變壓器的熱穩(wěn)定性。

中壓是不接地系統(tǒng)的形式下，若想降低無間隙金屬氧化的避雷針遭到破壞的概率，那么就要更改成串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷針。串聯(lián)間隙金屬氧化避雷器的優(yōu)勢包括：電阻片和帶電導(dǎo)線之間沒有聯(lián)系，這樣就能夠防止系統(tǒng)單相接地所引發(fā)的電壓和弧光接地的情況，不過要是具有串聯(lián)間隙，那么就不會(huì)擁有無間隙避雷器所具備的優(yōu)勢。

二、如何將避雷針安設(shè)在合理的方位

想要避免大氣過電壓，那么避雷針就要通過殘壓保護(hù)電器設(shè)備，和需要保護(hù)的設(shè)備盡量離得近一些，要是太遠(yuǎn)的話，那么就要采取運(yùn)算工作。要是不存在大氣過電壓，那么就無需安設(shè)預(yù)防大氣過電壓的避雷針。

通過相關(guān)導(dǎo)則能夠了解到，要是應(yīng)用慣用法來分析絕緣配合程度的話，那么雷電過電壓的配合系數(shù)則為：Ks>1.4，而中性點(diǎn)避雷器Ks>1.25。

值得注意的是如何進(jìn)行旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣保護(hù)。根據(jù)有關(guān)手冊內(nèi)容能夠了解到，旋轉(zhuǎn)電機(jī)防雷電波的一大難題，就是和相同的電壓等級的標(biāo)壓器相比，沖擊絕緣的能力相對低一些。尤其是電機(jī)的匝間絕緣，通常只是采用限制侵犯波陡度的方式來對匝間絕緣采取維護(hù)。而主要的工作方案是網(wǎng)電機(jī)出口的地方增大電容，以此來改動(dòng)參數(shù)。通常情況下，會(huì)受限于5kv/us的范圍之內(nèi)，

而通過相關(guān)研究能夠了解到（1）變壓器的沖擊耐壓并不大于其沖擊壓力；（2）變壓器耐壓值和避雷器雷擊沖擊電流下的殘壓進(jìn)行比較能夠發(fā)現(xiàn)，至少要超出十個(gè)百分點(diǎn)。（3）變壓器沖擊壓力不能夠符合避雷器緊拿保護(hù)裝備的有關(guān)系數(shù)；（4）變壓器的匝間絕緣不能夠大于主絕緣，而主絕緣可以達(dá)到避雷針非緊靠保護(hù)設(shè)備的所需要的配合系數(shù)，不過匝間絕緣則不能夠獲得保護(hù)。

因此在制定有關(guān)方案的時(shí)候提出，直配電機(jī)的容量要小于69MW，而直配電機(jī)所使用的是專業(yè)的電機(jī)型避雷器，以此來對電機(jī)主絕緣采取維護(hù)工作。值得重視的是，使用碳化硅閥式避雷器的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所需要的電流是3kA，但是使用金屬氧化物避雷器，所需要的電流是5kA。電動(dòng)機(jī)型避雷器只是能夠當(dāng)作制約投切電動(dòng)機(jī)過程當(dāng)中的過電壓。要是電動(dòng)機(jī)與架空線未能夠進(jìn)行連接，只是把架空線與變壓器采取銜接，那么因?yàn)榈蛪簜?cè)的電容值并不小，傳送過電壓不會(huì)讓電機(jī)遭到破壞，因此不用再和其他的避雷針進(jìn)行連接。

通過運(yùn)算能夠了解到，一定要再安裝避雷器，通常情況下需要安裝于旋轉(zhuǎn)電機(jī)出線處。

三、如何選用避雷器參數(shù)

3.1 對無間隙金屬氧化物避雷器的參數(shù)選擇：

（1）對110kV設(shè)備當(dāng)中的無間隙金屬氧化物避雷針進(jìn)行有效的維護(hù)。故障如果在10s的范圍，那么就可以得到清除，而額定電壓主要是通過相關(guān)的導(dǎo)則來確定的，通常情況下um=126kV。Ur>Ut=1.4 Um/3=101.85kV；Uc>Um/3=40.5/3=23.4kV。而通過研究DL804-2002 6.1.2條能夠了解到：標(biāo)稱放電電流值為5kA。而通過GB311.1表能夠了解到：高壓電器雷電沖擊耐壓值是185kV，配合系數(shù)是1.4.185/1.4=132.1kV，也就是說雷電沖擊殘壓要控制在132kv左右。

如果故障清除的時(shí)間超過10s，額定電壓通過DLT804-2002：5.1能夠了解到：Um=40.5kV。通過DL804-2002 6.1.2條能夠了解到：標(biāo)稱放電電流值為5kA。

通過GB311.1能夠了解到：高電壓電器電沖擊耐壓值是185kV，配合系數(shù)是1.4，185/1.4=132.1kV，也就是說電沖擊電壓殘壓一定要小于132kV。

（4）對電壓器中性點(diǎn)里的無間隙金屬氧化物避雷針采取保護(hù)措施。

它的額定電壓要高于系統(tǒng)里的最大電壓，因此其額定電壓是Ur>Um=40.5kV。

通過研究DL804-2002能夠掌握，額定電壓U=51kV。

通過研究DL804-2002 6.1.2能夠了解到，標(biāo)稱放電電流是1.5kA。

而通過研究GB311.1表能夠了解到：35kV高壓電器雷電沖擊耐壓值是185kV，配合系數(shù)是1.25，185/1，25=148kV，也就是說雷電沖擊電流殘壓要低于148kV。

（5）保護(hù)10kV設(shè)備的無間隙金屬氧化物避雷器。

如果具有故障，那么清除的時(shí)間要控制在10s的范圍內(nèi)，額定電壓主要是通過DLT804-2002：5.1條來進(jìn)行研究，并從中得到Um=12kV。

通過8.1.2.2條能夠了解到，kUt=1.25×1.1Um=1.25×1.1×12=16.5kV。

通過8.1.1條能夠了解到，Ut>Um/1.1×12=13.2

通過DL804-2002 6.1.2條能夠了解到，標(biāo)稱放電電流值為5kA。

通過GB311.1表能夠了解到：高壓電器雷電沖擊耐壓值是75kV，配合系數(shù)是1.4，75/1.4=53.6kV，也就是說雷電沖擊電流殘壓要小于53.6kV。

通過以上內(nèi)容能夠了解到：中性點(diǎn)直接或者非直接接地系統(tǒng)，如果能夠在10s的范圍內(nèi)對故障進(jìn)行清除，而無間隙金屬氧化物避雷器在電網(wǎng)里具有低電壓，同時(shí)殘壓和額定電壓值都比較大的話，那么中性點(diǎn)直接或者非直接接地系統(tǒng)的空間就會(huì)很大，而且不會(huì)出現(xiàn)劣化的情況。

3.2 對有間隙金屬氧化物避雷器的參數(shù)選擇

在選用參數(shù)的時(shí)候，要針對碳化硅閥式避雷針來進(jìn)行選擇，并和無間隙金屬氧化物避雷器進(jìn)行結(jié)合，而對于串聯(lián)間隙避雷器來講，要是控制好典型值，則要參考相關(guān)的導(dǎo)則。而串聯(lián)間隙避雷器則無需驗(yàn)證它的過電壓，不過工頻放電電壓則要進(jìn)行檢驗(yàn)的。

在不接地系統(tǒng)里要是形成單相間歇性電弧接地問題的過電壓，能夠通過避雷器的參數(shù)了解到，避雷器不能夠受到破壞，因此要是運(yùn)算期間不存在大氣過電壓，那么就表明無需安設(shè)避雷器。

結(jié)束語

通過以上內(nèi)容我們能夠了解到：（1）要首先考慮金屬氧化物避雷器。（2）要首先選用中性點(diǎn)接地形式，這樣故障就能夠在10s的范圍內(nèi)被清除。（3）要是系統(tǒng)中性點(diǎn)接地形式能在具有接地故障的情況下運(yùn)行，那么最好選用串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器。（4）電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)基本不適用在直配電機(jī)當(dāng)中，大部分都是使用電纜配線，因此無需使用避雷針。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名高州供電局）