金属氧化锌避雷器阀片的使用研究
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阀式避雷器的工作原理阀式避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电工设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置。
避雷器通常接于带电导线和地之间,与被保护设备并联。
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;当电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电。
1正常情况下,导线与地绝缘 2当Uo>U 时,避雷器击穿动作,雷电流经火花间隙阀片电阻泄入大地,此时电流大,电阻小,残压较低,保护了电气设备3过电压消失后,工频电流流入,此时电流小,电阻大,将电流限制在80A 以下,当电流过零时,将电弧熄灭,使系统恢复绝缘。
阀式避雷器:碳化硅阀式避雷器、金属氧化物避雷器(又称氧化锌避雷器)1、碳化硅阀式避雷器间隙 变压器 避雷器 瓷瓶外壳 可变电阻 其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片(电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套)。
火花间隙的主要作用是平时将阀片与带电导体隔离,在过电压时放电和切断电源供给的续流。
碳化硅避雷器的火花间隙由许多间隙串联组成,放电分散性小,伏秒特性平坦,灭弧性能好。
碳化硅阀片是以电工碳化硅为主体,与结合剂混合后,经压形、烧结而成的非线性电阻体,呈圆饼状。
碳化硅阀片的主要作用是吸收过电压能量,利用其电阻的非线性(高电压大电流下电阻值大幅度下降)限制放电电流通过自身的压降(称残压)和限制续流幅值,与火花间隙协同作用熄灭续流电弧。
碳化硅避雷器按结构不同,又分为普通阀式和磁吹阀式两类。
后者利用磁场驱动电弧来提高灭弧性能,从而具有更好的保护性能。
碳化硅避雷器保护性能好,广泛用于交、直流系统,保护发电、变电设备的绝缘。
氧化锌阀片是以ZnO 为基体,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等制成的非线性电阻体,具有比碳化硅好得多的非线性伏安特性,在持续工作电压下仅流过微安级的泄漏电流,动作后无续流。
氧化锌避雷器带电检测方法与研究摘要:本文主要论述避雷器带电检测过程之应当注意的相关问题,并提出相应的策略分析,通过氧化锌带电检测经验的总结,促进电力系统一次设备安全的提升。
关键词:金属氧化物避雷器氧化锌避雷器带电检测目前,在我国电力系统中运用较为广泛的是氧化锌避雷器。
其核心元件采用的是氧化锌电阻片,与传统的碳化硅避雷器相比较,具有着更好的伏安特性,同时能够更好提高过电压的疏通能力,实现防护电气设备功能的大幅度提升。
1、避雷器及避雷器带电检测概述避雷器一般安装在带电导线与地之间,其与被保护的电气设施呈并联状态,进而避雷器可以通过对雷电影响或者对过电压能量的操作来加强电气设施的保护。
当电气设施受到超过规定的电压值过大时,避雷器则通过限制电压幅值,使电气设施免遭瞬时过电,减少系统短路概率。
当电压恢复平衡时,避雷器则恢复原状。
目前,对于避雷器的工作运行状态进行监测的重要手段之一即为全电流在线监测法。
全电流在线监测法一般通过在35kV电压等级及以上的避雷器下端安装泄漏电流监视仪,这样即可对避雷器的全电流进行监测。
通过连续监视观测泄漏电流变化趋势,对相关数据进行统计与分析,得出避雷器的工作性能,对其老化与绝缘损坏程度进行充分的了解。
避雷器全电流在线监测法虽然可以得到全电流中对于避雷器表面、内部泄露电流等总和,但是对于避雷器内壁绝缘、氧化锌片以及支架绝缘等运行情况缺失有效的反映。
由此可见,在目前避雷器检测之中获取的相关数据得出的分析具有着一定片面性,还不能透彻对于避雷器的运行状态作出全面的反馈。
因此,固定时间段(例如,春秋两季)对避雷器进行相应的带电检测具有着重要意义。
通过带电检测,可以对于避雷器全电流、阻性电流和损耗功率有着更准确的分析,为状态检修工作提供可靠的依据。
2、避雷器带电检测各类方法分析氧化锌阀片简化后工频下的等值电路如图2-1所示。
其中RC为ZnO晶粒本体的电阻,R为晶界层的电阻,C为晶界层的固有电容。
氧化锌避雷器试验报告一、实验目的:1.验证氧化锌避雷器的避雷性能。
2.测试氧化锌避雷器的耐压能力。
二、实验仪器和材料:1.氧化锌避雷器。
2.高压发生器。
3.电流表、电压表。
4.接地电阻测试仪。
5.绝缘板。
三、实验原理:四、实验步骤:1.将氧化锌避雷器接入实验回路中。
2.将高压发生器与氧化锌避雷器相连。
3.调整高压发生器的输出电压,使其达到预定值。
4.观察氧化锌避雷器的电压和电流变化情况,并记录数据。
5.根据实验要求进行绝缘板的测试和接地电阻的测量。
五、实验数据记录与分析:实验记录了不同电压下氧化锌避雷器的电流和电压值,并计算了接地电阻。
六、实验结果与讨论:根据实验数据,可以看出在不同电压下,氧化锌避雷器的电流和电压符合设计要求,并且接地电阻也在合理范围内。
因此可视为氧化锌避雷器经过验收合格。
七、结论:经过实验测试,氧化锌避雷器在不同电压下表现出良好的避雷性能和耐压能力,因此可以有效地保护电力系统设备免受雷击的破坏。
八、实验中存在的不足之处:1.实验过程中可能存在人为误差,需要进一步探究影响因素。
2.由于实验时间和条件的限制,无法进行长时间、大量数据的测试。
九、改进措施:1.增加实验次数和数据采集点,提高实验数据的可靠性。
2.探究氧化锌避雷器在不同条件下的避雷性能,并与其他类型的避雷器进行对比。
十、实验拓展:1.探究氧化锌避雷器的寿命和使用条件。
2.研究氧化锌避雷器的产生原理和材料特性。
[2]XXX,XXX.氧化锌避雷器的原理与应用[M].北京:电力出版社。
氧化锌避雷器的应用【摘要】文章主要结合新洛公司的情况召开论述,探讨了氧化锌避雷器的应用问题。
【关键词】新洛公司;氧化锌避雷器;应用1.概述新洛公司目前有35kv供电线路1条,矿井6kv主供电线路6条,其他6kv 线路11条。
要确保供电系统正常、可靠、安全运行,主要取决于各种设备的绝缘水平和作用于绝缘上的电压高低。
供电系统在正常运行情况下,作用在电气设备上的电压为额定电压,但由于种种原因供电系统的某些部分的电压可能升高,而且有时大大超过运行电压(雷电),这就有可能发生电气设备绝缘严重损坏的事故,会给矿井造成长时间停电,甚至设备损坏。
因此,做好过电压保护工作以防止事故的发生是供电企业的重要工作。
过电压分为大气过电压和内部过电压。
大气过电压是由雷电和雷击电力系统造成的;内部过电压是电力系统内部的电磁能量转换引起的。
对于过电压通常采用过电压保护器进行防范,目前我们普遍使用氧化锌避雷器。
避雷器的发展经过多次更新换代,目前氧化锌避雷器是应用最为广泛的避雷器。
氧化锌避雷器分为有间隙和无间隙两种。
有间隙避雷器的基本元件是火花间隙和氧化锌非线性电阻片,这些元件串联叠装在密封的绝缘材料外套内。
无间隙避雷器的基本元件则只有阀片,它的材料主要是氧化锌和其他金属氧化物。
其分类方式主要从电压等级、标称放电电流、用途、外套材料、结构性能等方面分类。
虽然避雷器对防止过电压有非常良好的效果,但在电力系统运行中,其自身也存在受潮、老化、污染等诸多问题,一旦避雷器因为这些问题出现故障甚至爆炸,不但不能有效的防止过电压,甚至还影响系统的安全稳定运行。
因此对避雷器的监控检测就十分必要了,实时掌控避雷器的运行情况确保其稳定安全有效的运行。
2.氧化锌避雷器的结构及工作原理、分类(1)氧化锌避雷器的结构:由氧化锌电阻片、绝缘支架、密封垫、压力释放装置等组成,内部一般充氮气或SF6气体。
(2)氧化锌避雷器的工作原理:能释放雷电能量或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护电力设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器设备。
氧化锌避雷器的工作原理在额定电压下,流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下,相当于绝缘体。
因此,它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。
当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值(起动电压)时,阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中,此时其残压不会超过被保护设备的耐压,达到了保护目地。
此后,当作用电压降到动作电压以下时,阀片自动终止“导通”状态,恢复绝缘状态,因此,整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。
SK-TBP 过电压保护器过电压保护器SK-TBP 与传统的避雷器以及其它同类产品相比,有不可比拟的特点:1. 采用氧化锌非线性电阻和放电间隙串联的结构,使两者互为保护;放电间隙使氧化锌非线性电阻的荷电率为零,氧化锌的非线性特性又使放电间隙动作后立即熄弧,无续流、无截波,放电间隙不再承担灭弧任务,提高了产品的使用寿命,在操作过电压下,动作寿命可达1000000 次;2. 电压冲击系数为1,在各种电压波形下,放电值均相等,不受操作过电压类型影响,过电压保护值准确,保护性能优良;3. 采用四星形接法,可将相间过电压大大降低,与常规避雷器,相间过电压降低了60~70%,保护的可靠性大为提高;4. 采用硅橡胶外套和高压电缆外引结构的TBP,除具有瓷绝缘外套的电气性能外,还具有易安装、密封性强、体积小、耐震(振)动等优点,可直接安装在开关柜的手车底盘上或互感器室内;5. 使用环境温度为-40℃~+60℃,海拔高度小于2000m,(高于2000m,在订货时请注明);6. 在系统发生间歇性弧光接地过电压及铁磁谐振过电压,若其能量小于2ms.400A 方波冲击能量时,SK-TBP 可以起到保护作用。
SK-TBP 过电压动作计数器1.相对SK-TBP分立,可随时独立安装,方便、简捷,未安装计数器的SK-TBP可现场加装;2.计数器适用于131mm的SK-TBP,提供两种接线方式:一种为SK-TBP本体外挂;一种为柜门安装,需加接信号线;3.计数器可针对相间、相对地分别计数,计数达99999次;4.无源液晶计数器,无需外接电源;5.为监视SK-TBP运行状态提供参考依据;6.根据SK-TBP 相间、相对地的计数数据,可分析系统内某设备过电压发生的频率,为检修、反措提供参考依据。
氧化锌避雷器的工作原理与特点金属氧化锌避雷器是一种过电压保护装置,它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。
其阀片以氧化锌为主要原料,添加微量的三氧化二铋、三氧化二钴、二氧化锰、三氧化二锑等金属氧化物经过成型、烧结、表面处理等工艺过程而制成,所以又称为氧化锌避雷器。
氧化锌避雷器是20世纪60年代末70年代初研制成功的氧化锌非线性电阻片及电力用氧化锌避雷器。
它是一种新型避雷器,主要由氧化锌压敏电阻构成。
每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压(叫压敏电阻),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。
然而压敏电阻被击状态,是可以恢复的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。
因此,在电力线上如安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电器设备的安全在额定电压下,流过氧化锌避雷器阀片的电流很小,相当于绝缘体。
在正常运行情况下。
氧化锌避雷器内部电流主要是容性电流,其内部阀片的等效电路如图2-2所示。
其中品界电容C的大小在工程上可以视为恒定值,而非线性电阻随加在阀片上的电压大小的变化而变化。
当作用于ZnO阀片上的电压小于参考电压时,ZnO阀片呈现很大的电阻,相当于绝缘体,其值变化不大。
当作用于ZnO阀片上的电压幅值接近甚至是超过参考电压时,其非线性电阻值减小很快,阻性电流分量迅速增加,因此它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。
当作用于氧化锌避雷器上的电压超过定值(起动电压)时,阀片“导通”,将大电流通过阀片泄人地中,此时其残压不会超过被保护的耐压,达到了保护目的。
此后,当作用电压降到定值(起动电压)以下时,阀片自动终止“导通”状态,恢复高阻(可以看做绝缘)状态,因此,整个过程不存在电弧燃烧与熄灭问题。
氧化锌避雷器是目前先进的过电压保护器。
氧化锌避雷器的作用原理和特点1.氧化锌避雷器的作用原理氧化锌避雷器(以下称为ZnO避雷器)主要是由氧化锌电阻片组装而成的。
它的非线性系数很小,故具有较好的非线性伏安特性。
氧化锌避雷器在正常的工作电压下,具有极大的电阻,而呈现出绝缘状态。
在雷电过电压的作用下,则呈现低电阻状态,泄放雷电流,使与避雷器并联的电气设备的残压被限制在设备的平安值以下,待有害的过电压消逝后,避雷器便快速的恢复高电阻,而呈现出绝缘状态,从而有效地爱护了设备的绝缘免受过电压的损害。
其伏安特性可用公式u =Ci“表示,其中非线性指数a与电流密度有关。
2.氧化锌避雷器的基本特点(1)结构简洁、无间隙、体积小、重量轻。
一般只有0.01一0.04,即使在大冲击电流(例如lOkA)下,a也不会超过0.1,已接近于抱负值a=0,因此ZnO避雷器可以省去串联的火花间隙,成为无间隙避雷器,由于无间隙,在陡波头冲击放电电压作用下,残压值上升也较小,可使电力设备的绝缘水平降低,这对于超高压系统经济意义重大。
(2)动作响应快,爱护性能好。
传统的sic避雷器要等到电压上升到间隙的冲击放电电压后才可将电流泄放,而ZnO避雷器由于没有火花间隙,放电没有时延,一旦作用电压开头上升,阀片马上开头汲取过电压的能量,抑制过电压的进展。
(3)通流容量大。
ZnO避雷器的通流力量完全不受串联间隙被灼伤的制约,仅与阀片本身的通流力量有关,而ZnO阀片单位面积的通流力量要比sic阀片大4一5倍,通流容量大的优点使得ZnO避雷器完全可以用来限制操作过电压,也可以耐受肯定持续时间的工频过电压。
(4)无续流,能耐受多重雷电过电压或操作过电压。
当作用在阀片上电压超过某一值时,将发生“导通”,其后,ZnO 阀片上的残压受其良好的非线性特性所掌握,当系统电压降至起始动作电压以下时,ZnO的“导通”状态终止,相当于一绝缘体,不存在工频续流。
在雷击或操作过电压作用下,ZnO避雷器因无续流,只需汲取冲击过电压能量,而不需汲取续流能量,因此ZnO避雷器具有耐受多重雷击和重复发生的操作过电压的力量。
金属氧化锌避雷器的试验方法与分析作者:王培虎来源:《城市建设理论研究》2013年第10期【摘要】:金属氧化锌避雷器是目前较先进的过电压保护电器。
其核心元件电阻片采用氧化锌配方制作,改善了电阻片非线性状伏安特性,提高了过电压通流能力。
金属氧化锌避雷器以结构特征可分为无间隙和有串联间隙两类。
无间隙氧化锌避雷器适用于保护交流电力系统的电气设备免遭大气过电压和操作过电压的损坏;有串联的氧化锌避雷器适用于中性点不接地系统中电气设备的过电压保护。
关键词:金属氧化锌避雷器泄漏电流试验串联间隙持续运行电压直流试验电压现场试验操作过电压无间隙电气设备过电压保护中图分类号: TU895 文献标识码: A 文章编号:引言金属氧化锌避雷器是以氧化锌为主要材料,经过高温烧结而成的非线性电阻阀片,该避雷器具有良好的非线性伏安特性。
在相电压作用下,通过阀片的电流仅为微安级,所以该避雷器可以不用串联火花间隙,具有结构简单、体积小、重量轻、保护可靠等特点。
氧化锌避雷器已广泛用于高低电力系统、电气设备和电子电路中。
1.金属氧化锌用途及执行标准本产品使用于220KV及以下发电、输电、变电、配电系统,用于将雷电和系统内部操作过电压的幅值限制到规定水平,是整个系统绝缘配合的基础设备。
同时,本产品不能用于限制谐振过电压,系统消谐要采用其它方式。
本产品型号按JB/T8459—1996《避雷器产品型号编制方法》规定进行编制,无间隙产品执行GB11032—2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》,有间隙产品执行JB/T9672—1999《有串联间隙金属氧化物避雷器》标准。
对以上标准中未明确定义的重要参数及配置方式,按DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求修正执行。
2. 金属氧化锌使用条件●环境温度不高于40℃,不低于-40℃,日温差不超过25℃;●太阳光的辐射;●海拨高度不超过1000m;●电源的频率不小于48HZ,不超过62Hz;●长期施加在避雷器端子间的工频电压应不超过避雷器的持续运行电压;●地震裂度为7度及以下地区;●最大风速不超过35m/s;●覆冰厚度不超过2cm;3. 金属氧化锌型号及含义本产品型号定义完执行JB/T8459—1996《避雷器产品型号编制方法》的规定,具体型号说明如下:4.氧化锌避雷器的试验项目:4.1测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻;4.2测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流;4.3测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流;4.4检查放电记数器动作情况及监视电流表指示;4.5工频放电电压试验。
氧化锌避雷器的工作原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠氧化锌避雷器的工作原理。
氧化锌避雷器啊,就像是一个超级勇敢的卫士,时刻守护着电力系统的安全呢!你看啊,氧化锌避雷器里有氧化锌阀片,这可是关键部件哟!氧化锌阀片就像是一个个小勇士,它们团结在一起,组成了坚不可摧的防线。
当雷电或者其他过电压来袭的时候,这些小勇士可不会退缩,它们会挺身而出。
氧化锌阀片具有特别神奇的特性呢!它的非线性电阻特性就像是一条会变魔法的曲线。
在正常情况下,也就是电压不高的时候,氧化锌阀片就像个安静的乖宝宝,电阻非常大,电流几乎都通不过,安安静静地守护着。
可是一旦电压升高到一定程度,哎呀呀,它就像变了一个人似的,电阻一下子变得很小很小,电流就可以顺畅地通过啦!这就好比是一道门,平时关得紧紧的,关键时刻却能迅速打开,让危险的东西快速通过,从而保护了后面的重要设备。
氧化锌避雷器工作起来那可真是尽心尽力啊!它就像是一个不知疲倦的守护者,随时准备应对各种电压的挑战。
它能快速响应,把过电压限制在一个安全的范围内,让电力系统能够稳定运行。
你想想,如果没有氧化锌避雷器,那电力系统岂不是会经常受到过电压的冲击,就像一个没有保护的孩子,随时可能受到伤害呀!氧化锌避雷器就像是给电力系统穿上了一层坚固的铠甲,让它能够在各种恶劣的环境下依然坚强地运行。
而且啊,氧化锌避雷器的寿命还挺长呢,只要平时注意维护和检查,它就能一直为我们服务。
它就像一个可靠的老朋友,一直默默地守护着我们。
总之,氧化锌避雷器在电力系统中可太重要啦!它的工作原理虽然看似复杂,但其实只要我们用心去理解,就会发现它真的很有趣,也很神奇呢!有了它的守护,我们才能放心地使用电力,享受现代科技带来的便利呀!所以啊,可别小看了这小小的氧化锌避雷器哟!。
金属氧化物避雷器阻性电流的相关分析摘要:在电力系统中,金属氧化物避雷器是不可缺少的防护装置,是确保系统稳定运行的重要设备。
本文结合实际,对金属氧化物避雷器老化劣化机理以及阻性电流在线监测与测量方法进行分析论述,希望能为相关工作带来些许帮助。
关键词:金属氧化物避雷器;阻性电流;在线监测金属氧化物避雷器的非线性特性非常突出,该类保护装置具有非常稳定的性能,极快的响应速度以及非常大的通流容量,因而该类保护装置在当前的电力系统中有着非常广泛的应用。
在电力系统运行过程中,若金属氧化物避雷器的运行良好,那么设备会呈现出高阻状态,而当线路中的过电压超过避雷针参考电压时,设备等效阻抗迅速转变为低阻并泄放电路中的过电流,将过电压有效的抑制住,确保整个电力系统不受损害与影响【1】。
下面结合实际,就金属氧化物避雷器阻性电流相关问题做具体分析。
1金属氧化物避雷器老化劣化机理分析在金属氧化物避雷器中,氧化锰、氧化钴以及氧化铋等是避雷器阀片的主要原料。
金属氧化物内部阀片的电阻是Zn0压敏电阻,主要组成内容为一个起到包围作用的晶界体以及氧化物晶粒。
当金属氧化物避雷器运行时,电场强度会对装置晶界层的电阻率产生一定影响。
若金属氧化物避雷器处在一个强度较低的电场中,晶界层的电阻率处于一个较高的状态,但是如果电场强度骤然增加并超过某一阈值,那么晶界层的电阻率也会明显下降。
金属氧化物避雷器的氧化锌压敏电阻片属于一种半导体,具有多组分的特点。
在避雷器运行过程中,决定金属氧化物避雷器氧化锌压敏电阻非线性电流电压特性的是晶粒以及晶界层共同形成的势垒。
相关研究表明,有大量的杂质、异相存在于晶界层中,这些物质具有吸收氧原子的作用。
氧化锌电阻片在烧结、冷却过程中,存在于装置中的以上物质会及时吸收空气中的氧原子,并在吸收后通过晶界层将其扩散到氧化锌压敏电阻片内部的晶界中,这样就会有新的界面能级产生于晶界层中。
在氧化锌晶粒与晶界按照实际晶界结构结合时,两侧晶粒的实际费米能级要高于晶界的费米能级。
金属氧化物避雷器(MOA)试验指导方案金属氧化物避雷器(MOA)试验目前国内预试规程对氧化锌避雷器的试验有三项规定:(1)绝缘电阻试验;(2)直流1mA下电压及75%该电压下泄漏电流的测量;(3)运行电压下交流泄漏电流及阻性分量的测量(有功分量和无功分量)。
除规程规定的三项试验外,在必要时,还需进行工频参考电流下的参考电压测量试验等试验综合判断避雷器状态。
对于氧化锌避雷器试验,在实验前应做好以下准备工作:1填写第一种工作票,编写作业控制卡、质量控制卡、办理工作许可手续2向工作班成员交代工作内容、人员分工、带电部位、进行危险点告知,并履行确认手续后开工3准备试验用仪器、仪表、工具,所用仪器、仪表、工具应在合格周期内4围网封闭,把安全标识牌朝外挂在围网上,打开高压警示灯,摆放温湿度计;5检查被试品外壳,应可靠接地6挂上接地线,对被试品放电7拆除被试品高压引线,计数器引线,其他检修人员撤离现场8检查被试品外观,清洁表面污垢9接取电源,先测量电源电压是否符合要求,电源线必须固定,防止突然断开,检查漏电保护装置是否灵敏动作 10记录天气情况和温度、湿度、安装位置、运行方式、运行电压、试验日期等,抄录被试避雷器的铭牌参数。
7.1 避雷器绝缘电阻测量试验目的:判断避雷器绝缘是否受潮或瓷套裂纹等缺陷。
试验范围:避雷器本体绝缘电阻;底座绝缘电阻试验仪器:最常用的仪器室兆欧表,兆欧表按电源型式分为发电机型和整流电源型。
35kV以上避雷器选用5000V兆欧表,35kV及以下的避雷器选用2500V。
在这里我们选用DM100C 数字式高压兆欧表,选择试验电压为本体绝缘5000V,底座绝缘2500V。
试验步骤:1)实验前对兆欧表本身进行检查,将兆欧表水平放稳进行以下操作:1接通整流电源型兆欧表电源或摇动发电机型兆欧表在低速旋转时,用导线瞬时短接“L”和“E”端子,其指示应为零。
2开路时,接通电源或兆欧表达额定转速时其指示应指无穷大3断开电源,将兆欧表的接地端与被试品的地线连接4兆欧表的高压端接上屏蔽连接线,连接线的另一端悬空(不接试品),再次接通电源或者驱动兆欧表,兆欧表指示应仍然指示无穷大。
《氧化锌避雷器试验方法_氧化锌避雷器的简介及试验》摘要:要:本文从氧化锌避雷器工作原理、特点及试验方法详细阐述了氧化锌避雷器,a、氧化锌避雷器的通流能力大,1、试验项目的意义:a、可初步了解其内部是否受潮,及时发现缺陷摘要:本文从氧化锌避雷器工作原理、特点及试验方法详细阐述了氧化锌避雷器。
氧化锌避雷器因具有较齐全的防护功能,稳定性高、体积小、使用寿命长,所以目前被广泛应用。
关键词:氧化锌避雷器;优点;特性;试验一、氧化锌避雷器工作原理1、氧化锌避雷器(阀型避雷器的第三代产品)工作原理氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进防雷电器。
它是七十年代发展起来的一种新型避雷器,它主要由氧化锌压敏电阻构成。
每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压(叫压敏电压或阀值电压),在正常的工作电压下(即小于压敏电压)压敏电阻值很大,相当于绝缘状态,但在冲击电压作用下(大于压敏电压),压敏电阻呈低值被击穿,相当于短路状态。
然而压敏电阻被击状态,是可以恢复的;当高于压敏电压的电压撤销后,它又恢复了高阻状态。
因此,在电力线上如安装氧化锌避雷器后,当雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电源线上的电压控制在安全范围内,从而保护了电器设备的安全。
2、避雷器的作用避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。
避雷器就是在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置,间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低,在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态,在过电压下间隙被击穿接地,放电降压起到保护线路或设备绝缘的作用。
二、氧化锌避雷器的优点、七大特性及基本参数1、氧化锌避雷器的优点:a、具有完全的防雷功能,即对雷电陡波和雷电幅值同样有限压保护作用;b、防雷保护作用不会造成电力网接地故障或相间短路故障; c、防雷保护作用不应有短路电流或工频续流等工频能源浪费;d 动作特性应具有长期运行稳定性,免受暂态过电压危害; e、具有连续雷电冲击保护能力;f、有较小的外形尺寸,小型化轻量化更便于室内手车柜使用; g、具有20 年以上使用寿命;h、能附带脱离器监察运行工况,当其失效时自动退出运行。
论氧化锌避雷器摘要:电力系统正常运行状态时,电气设备处于电网的额定电压下。
但由于雷击,故障,操作等原因,有可能造成过电压,装设氧化锌避雷器可以保护电气设备。
氧化锌避雷器一般接于导线与地之间,与被保护设备并联,当过电压值达到所设定的动作电压时,氧化锌避雷器立即动作,流过电流,限制过电压的幅值,保护电气设备的绝缘。
而且能够截断续流,不会导致引起系统接地短路。
关键词:氧化锌避雷器过电压保护1、避雷器的发展避雷器按照其发展次序,首先是保护间隙,这是形式很简单的避雷器。
接着是管型避雷器,它也是保护间隙,但是它能在放电后自行灭弧。
接下来发展到阀型避雷器,它是把单个放电间隙分成许多短的串联间隙,同时增加了非线性电阻,提高了保护性能。
随着技术的不断发展,磁吹避雷器利用了磁吹式火花间隙,不但它能提高了灭弧能力,而且还具备有限制内部过电压能力。
而到了氧化锌避雷器,它利用了氧化锌阀片理想的伏安特性,非线性极高,即在大电流时呈低电阻特性,限制了避雷器上的电压,而在正常工频电压下则呈高电阻特性。
具有无间隙、无续流、残压低等优点,也能限制内部过电压,从而被广泛使用。
2、氧化锌避雷器的结构及原理氧化锌避雷器由主体元件,接线盖板,绝缘底座等组成,而220kV等级及以上还配备有均压环,改善电位的分布。
避雷器内部采用氧化锌电阻片为主要元件。
如果系统出现大气过电压或操作过电压时,氧化锌避雷器呈现低阻值,使残压被限制在允许值以下,从而可靠地对电力设备进行保护,而避雷器在系统正常运行电压下,它呈高阻值,从而使避雷器只流过很小的电流,现在一般氧化锌避雷器都装有泄露电流监视器。
氧化锌避雷器能释放雷电和释放电力系统操作过电压能量,从而保护电工设备避免受瞬时过电压危害,而且能够截断续流,不导致引起系统接地短路。
氧化锌避雷器通常接于带电导线与地之间,与被保护设备进行并联。
当过电压值达到规定的动作电压值时,氧化锌避雷器立即动作,流过电流,限制过电压幅值,保护设备绝缘。
金属氧化锌避雷器阀片的使用研究摘要:雷电防护过程中,由雷击电磁脉冲引起的干扰破坏,目前通常使用电涌保护器来实现对微电子设备的保护。
电涌保护器采用的金属氧化锌阀片主要采取两种连接方法:一个是以美、英为主的采取多片金属氧化锌并联使用,使用的标准为UL1449第二版,另一个是以法、德为主德采取单片金属氧化锌技术,使用的标准为IEC61643-1-2。
金属氧化锌阀片并联使用的优点可以得到较大的通流容量,防止单片金属氧化锌阀片击穿后冒烟和爆炸,但欧洲及国内一些专家认为多片金属氧化锌阀片并联使用,由于漏流、压敏电压等性能不一致,造成能量分配不均匀,产生阀片热崩溃。
作者带这这些问题在美国JOSLYN公司实验室做了试验,得出了一些非常有价值的测试数据。
分析认为:金属氧化锌阀片只要进行一定的筛选、配对、并采取适当的措施是可以并联使用的。
关键词:雷电防护氧化锌阀片并联使用测试研究一、前言大气中的雷电现象会给人类的生存和社会活动带来危害,对它的防护问题一直是人们关心的问题。
随着社会经济和科学技术的发展,微电子设备的广泛应用,我们不仅耀注意预防对影响建筑物或其他物体的直击雷灾害,而且对雷击电磁脉冲(LEMP)的防护更给足够地重视[1] [2] [3],目前国内外在实施雷电防护过程中对于LEMP的防护,通常是采用电涌保护器(SPD)(SURGE PROTECTIVE DEVICES)限制瞬态过电压和引导泄放电涌电流来实现[4] [5] [6],现在一般在SPD中使用的主要器件为:金属氧化锌(MOV)阀片、放电间隙、气体或固体放电管、滤波线圈、瞬变二极管(SIDACTOR)等,而使用在低压线路(220V~/380V~)中的SPD、绝大多数是使用MOV阀片。
在低压电路中为了达到25~50ns高速响应时间,国际上MOV阀片的直径一般控制在14~20mm左右,最大通流容量一般在60~70KA,电流波形为8/20μs。
美国在UL1449第二版《瞬时电压浪涌保护器标准》TVSS(TRANSIENT VOLTAGE SURGE SUPPRESION)中建议[7],采用多片MOV阀片并联使用,以达到更大的通流容量。
由于目前在国内外多片MOV阀片并联技术的测试试验和分析研究工作还不多,所以对这一技术在雷电防护中使用也存在不同看法。
本文针对上述问题,试图通过在美国JOSLYN公司实验室的测试试验,以及对样本和数据的分析,对多片MOV阀片并联技术的使用给出了肯定的答复。
二、MOV阀片的主要性能MOV阀片的主要成分为氧化锌(ZnO),并渗有少量的其它氧化物,外层由两层铅和一层塑料涂层组成[8],在低压电源系统中,一般采用圆形的直径为14mm 和20mm的MOV阀片。
在直流电压为3KV下,电容量分别为5600PF和22000PF,标称通流容量分别为4KA和6.5KA,电流波形为8/20μs。
MOV阀片两端电压低于压敏电压时,呈高阻抗状态。
当电压高于压敏电压时,由于阀片内的齐纳效应和雪崩效应,迅速呈低阻抗。
电压低于压敏电压又回到高阻抗状态。
MOV阀片的好坏主要决定以下一些参数。
1、压敏电压当温度为20℃,一般认为在MOV阀片上有1mA电流流过的时候,相应加在该阀片上的电压叫做压敏电压。
应按如下公式计算:V n ≥(VNII×√2 /0.7)1.2式中:VN――MOV阀片压敏电压值VNH――电源额定电压值(有效值)压敏电压冲击前后的变化率应小于±10%2、漏电流MOV阀片在标称持续工作电压下流过阀片的电流称为漏电流。
按国家标准应小于30μA。
冲击前后的变化率应小于200%。
3、残压及残压比在规定波形、标称放电电流冲击氧化锌阀片,阀片两端测到的电压峰值,称为残压。
残压与压敏电压的比值,称为残压比。
一般情况下残压比应≤3。
三、MOV阀片的并联使用在保证高速响应的前提下,要提高TVSS或SPD的通流容量,一般采取多片并联使用。
欧洲及国内一些专家认为多片MOV阀片并联使用,由于阀片性能不一致,可能产生雷电能量分配不均匀,造成MOV阀片的温度升高,性能下降,导致热崩溃,或提早老化、失效,因此不主张采取多片氧化锌阀片并联使用。
但目前国际上使用在低压电源配电系统上的单片MOV阀片的最大通流容量只能达到60-70KA(8/20μs)满足不了实际工程的需要,所以对于MOV阀片并联使用的研究具有十分重要的意义。
四、在美国JOSLYN实验室测试数据分析美国JOSLYN公司是雷电浪涌防护的专业公司,从1950年就开始专门研究雷电和瞬间过电压保护。
JOSLYN公司从1979年以来一直生产并行MOV的TVSS、产品遍布世界130多个国家的通信、电力、交通、航空、金融、计算机网络等。
美国总统座机空军一号就采用了该公司的产品。
作者与美国JOSLYN公司实验室的Hans Steinhaff博士进行了以下的测试。
(一)测试仪器1、Keytek 587型8/20μs波形标准冲击试验仪。
2、Keytek S1/S3、S4/S5/S6及S7的浪涌网络单元。
3、Peason 301x型电子宽带电流变换器。
4、7A26双踪放大器。
5、Tekronix7835存储式示波器。
(二)样本的抽取本次试验一共抽取三组样本,A组是随机从一批产品中抽取50片MOV阀片;B组从一批阀片中选取1mA压敏电压最高和最低的MOV阀片各25片;C组是从一批MOV阀片产品中抽出压敏电压最高的25片,从另一批产品中抽出压敏电压最低的25片样品。
所有的MOV阀片在同一等级通流容量下冲击两次,表1显示了通过每组MOV阀片受冲击后电流的平均值及占总电流的百分比。
表中A1、A2是从A 组中选出每两片MOV阀片配为一对(共25对),并联后经同一电流冲击两次测得得平均数值。
B1、B2是从B组中选出压敏电压最高和最低得MOV阀片各片配为一对(共25对),并联后经同一电流冲击两次测得平均数值。
C1、C2是从C组中选出压敏电压最高和最低的MOV阀片各片配为一对(共25对),并联后经同一电流冲击两次测得的平均数值。
表1每组MOV阀片电流平均值(A)及百分比冲击电流(A) A组电流百分比% B组电流百分比% C组电流百分比%A1 A2 A1 A2 B1 B2 B1 B2 C1 C2 C1 C2125 71 66 52 48 114 22 84 16 120 16 88 12500 250 245 51 49 370 130 74 26 390 100 80 20750 380 375 50 50 530 225 70 30 560 180 76 243000 1500 1490 50 50 1750 1200 59 41 1800 1200 60 4010000 4750 4750 50 50 5250 4200 56 44 5400 4000 57 43表2显示了MOV阀片冲击前后,1mA压敏电压变化情况,并且给出了冲击前后正负极1mA压敏电压的变化。
表2 冲击前后正负极压敏电压平均值(V)样品冲击前冲击后正负正负A1238 239 240 243A2237 238 239 242B1225 224 224 224B2251 251 251 255C1227 227 226 229C2254 254 248 257(三)数据分析从表1不难看出,A组同一批发货样品中抽出的MOV阀片,即使没有经过严格筛选、配对,不管在小电流还是大电流冲击情况下,并联两片MOV阀片上吸收的能量基本平衡,但在B组同一批产品中,抽出MOV阀片压敏电压最高和最低配对。
在小电流(125-750A)冲击下,两片并联MOV阀片上吸收的能量是不平衡的,最大误差在84%和16%。
在大电流(3000~10000A)冲击下,两片并联MOV阀片吸收的能量基本平衡,最大误差在59%和41%。
C组为不同批次中抽取的最高和最低压敏电压MOV阀片配对,在小电流(125~750A)冲击下,两片并联MOV阀片上吸收能量更不平衡,最大误差在88%和12%,比B组还要大,但在大电流(3000~10000A)冲击下,两片并联MOV阀片上电流也还基本平衡。
五、JOSLYN实验室做的其它辅助测试(一)、近来JOSLYN公司从一批产品中任意抽取6各使用3片20mmMOV阀片并联的TVSS,冲击电流为1500A,波形为8/20μs,经过10000次冲击试验(记录了2500次的测试),其中5各TVSS经过10000次冲击后,1mA下的压敏电压变化率≤±10%,另一个在8500次冲击测试后,1mA下压敏电压变化率>10%。
(二)、另一个测试将4片MOV阀片并联,不用刻意去匹配,冲击电流为10000A,波形8/20μs,一共冲击220次,然后分别在测试前、中、后4片并联MOV阀片的1mA压敏电压变化率为+7.3~7.5%,每一片MOV阀片的1mA压敏电压变化率为+5.3~6.7%。
(三)、另一个制造商生产的TVSS,也使用上述同样的方法测试,在220次冲击后,总的1mA压敏电压变化率为12.4~20.9%,在10000A冲击电流下,40~60次冲击后,1mA压敏电压产生了大于10%的变化。
六、结论(一)、由于MOV阀片性能不一致,特别是1mA下压敏电压不一致,会造成在小电流(125~750A)冲击下多片MOV阀片并联时,每个阀片吸收雷电能量不一致。
(二)、在大电流(3000~10000A)冲击下,即使MOV阀片性能不太一致,多片并联使用时每片MOV阀片吸收雷电能量基本一致。
(三)、因此,只要对MOV阀片略加挑选配对,且利用保险丝阻抗帮助平衡电流,多片MOV阀片是可以并联使用的,不会因吸收能量不一致而产生热崩溃或提早老化。
参考文献:⑴ R.H.Golde 《Lightning》1997⑵ 苏邦礼等《雷电避雷工程》1998⑶ GB 50057-1994 《建筑物防雷设计规范》(2000年版)⑷ IEC61643-1 1998 《连接至低配电系统电涌保护器》第一部分性能要求和试验方法⑸ IEC61643-2/Ed1.0 2000 《连接电信网络及信号网络的电涌保护器》第一部分性能要求和试验方法⑹ IEEE 《低压防浪涌装置性能》⑺ UL 1449第二版《瞬时电压浪涌保护器标准》TVSS⑻ 彭济南、叶德平等“氧化锌线性电阻中性电接地电阻器” 《电瓷避雷器》2001.6。