带串联间隙氧化锌避雷器的工频放电电压

1. 总则1.1 本设备技术协议适用于110kV氧化锌避雷器, 它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 本设备技术协议提出的是最低限度的技术要求。

凡本技术协议中未规定，但在相关设备的国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，供方应按相应标准的条文进行设备设计、制造、试验和安装。

1.3 本技术协议所建议使用的标准如与供方所执行的标准不一致，供方应按较高标准的条文执行或按双方商定的标准执行。

2. 工作范围2.2.1 从生产厂家至线路的运输全部由乙方完成。

2.2.2 现场安装和试验在乙方的技术指导和监督下由甲方完成, 乙方协助甲方按标准检查安装质量, 处理调试投运过程中出现的问题, 乙方选派有经验的技术人员, 对安装和运行人员免费培训。

3. 技术要求3.1 环境条件3.1.1 周围空气温度：最高温度：+45℃最低温度：-20℃最大日温差：25℃日照强度: 0.1W/cm2（风速0.5m/s）3.1.2 海拔高度：≤1500m3.1.3 最大风速：35m/s3.1.4 环境相对湿度（在25℃时）：日平均：95%月平均：90%3.1.5 地震烈度：8度3.1.6 污秽等级：II级 /Ⅲ级/Ⅳ级3.2 工程条件3.2.1 系统概况：a. 系统额定电压：110kVb. 系统最高电压：126kVc. 系统额定频率：50Hzd. 系统接地方式：有效接地系统3.2.2 安装地点：户外110kV输电线路终端杆塔或中间杆塔3.3 基本设计要求3.3.1 耐震能力水平分量0.25g垂直分量0.125g本设备能承受用三周正弦波的0.25g水平加速度和0.125g垂直加速度同时施加于支持结构最低部分时, 在共振条件下所发生的动态地震应力, 并且安全系数大于1.75。

3.3.2 泄漏比距不小于20mm/kV（II级）（分别按126、252 kV计）不小于25mm/kV（Ⅲ级）（分别按126、252 kV计）不小于31mm/kV（Ⅳ级）（分别按126、252 kV计）3.3.3 设计寿命供方保证所供设备全部是全新的、持久耐用的，保证设备能耐用30年。

１引言随着电力工业的迅速发展，输电线路覆盖面不断扩大，超高压输电线路的延伸，因雷击输电线路而引起的跳闸事故日益增多，据国内外输电线路故障在近十几年来的分类统计表明，由于雷击引起的输电线路的跳闸次数占输电线路总故障跳闸次数的５０％～７０％，尤其是在多雷、土壤电阻率高，地形复杂地区的输电线路雷击事故率更高，这将给社会带来巨大的经济损失。

为了减少输电线路雷击跳闸事故，提高输电线路供电的可靠性，一般采用的是减少避雷线屏蔽角，增加绝缘子绝缘长度、多重屏蔽、双回路差接绝缘和降低杆塔接地电阻等技术措施，这些措施中唯有降低杆塔接地电阻值是最为灵活，较为经济，容易实施，效果明显的一种手段，但对经过山区和长距离的输电线路，难免会遇到土壤电阻率高的地段，故使降低杆塔接地电阻值较为困难，所以对这些杆塔采用带串联间隙复合绝缘避雷器（ＳＧＭＯＡ）是防止雷害，提高线路耐雷水平的最有效方式。

目前，变电站所采用瓷套避雷器因其重量、防爆、热稳定、受潮、破碎及防污性能等问题，很难在线路杆塔上安装使用，为此，保定电力修造厂与清华大学、华北电力集团公司超高压局共同研制出重量轻、体积小、防污性能好、热稳定优越、不易受潮、运输安装维护方便的ＳＧＭＯＡ，产品经国家电力集团公司电力设备及仪表检验测试中心的全面型式试验，各种性能指标均达到设计要求，产品通过专家评审，已挂网运行。

２串联间隙复合绝缘避雷器防止雷害的性能特点众所周知，电力系统各种电压等级输配网中，每条线路的升、降压站的出、入口都装设避雷器，这些避雷器主要使线路雷电在导线感应波及变电站电器绝缘设备的过电压限制在一定范围内，从而使避雷器达到防雷效果。

但随着输电线路电压等级的提高，雷击高杆塔概率相应增多，当雷击接地电阻值高的杆塔顶部时，杆塔顶部出现瞬间电位与导线雷感应电位叠加工频电压幅值之差，大于杆塔顶部悬挂绝缘子的５０％雷电冲击闪络电压数值时，绝缘子发生闪络造成固定绝缘子导线与杆塔之间短路。

一、氧化锌避雷器工作原理1. 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。

2. 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。

其结构为将若干片ZnO 阀片压紧密封在避雷器瓷套内。

ZnO 阀片具有非常优异的非线性特性,在较高电压下电阻很小很小,可以泄放大量雷电流,残压很低,在电网运行电压下电阻很大,泄漏电流只有50～150μA ,电流很小,可视为无工频续流,这就是可以做成无间隙氧化锌避雷器的原因,它对陡波和雷电幅值同样有限压作用,防雷保护功能完全是其突出优点。

在我国先生产使用的正是无间隙氧化锌雷器,运行实践表明,它有损坏爆炸率高,使用寿命短等缺点。

究其原因,暂态过电压承受能力差是其致命弱点。

而串联间隙氧化锌避雷器仍有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点,同时有暂态过电压承受能力强的特点,是一种理想的扬长避短的产品,结合我国国情可在3～35kV 系统串联间隙氧化锌避雷器。

二、氧化锌避雷器的优点及功能特性1. 氧化锌避雷器的优点(1) 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;(2) 防雷保护作用不会造成电力网接地故障或相间短路故障;(3) 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;(4) 动作特性应具有长期运行稳定性,免受暂态过电压危害;(5) 具有连续雷电冲击保护能力;(6) 有较小的外形尺寸,小型化轻量化更便于室内手车柜使用;(7) 具有20 年以上使用寿命;(8) 能附带脱离器监察运行工况,当其失效时自动退出运行。

2. 氧化锌避雷器功能特性(1) 避雷器是过电压保护电器,氧化锌避雷器具有过电压防护功能对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。

探讨高层建筑物雷电波侵入的防护措施摘要：高层建筑物的雷电波侵入保护以及建筑物内电子设备的防雷保护存在着一定的缺陷，就此，笔者提出了传统防雷的改进措施以及建筑物内电子设备的防雷保护措施。

关键词：高层建筑、电波侵入、避雷器、三级保护雷电波侵入是指直击雷或感应雷从输电线、通信电缆、无线电天线等金属的引入线引入建筑物内,发生闪击而造成的高电位引入雷灾现象。

这种雷害事故的发生率很高,可占总雷害事故的70%以上,而往往事故又较为严重。

因此对雷电波侵入及防护应予以足够的重视。

对雷电波的入侵的防范措施除了按《建筑物防雷设计规范》的要求外，本文提出还应采用以下保护措施。

1串联间隙氧化锌避雷器及其应用1.1串联间隙氧化锌避雷器的特点(1)串联间隙氧化锌避雷器的间隙可保证阀片只在过电压保护动作过程承受高电压，时间极短(100ps内)，在其它情况下阀片对于电网电压，或处于隔离状态(纯间隙时)，或处于低电位状态(复合间隙电阻分压)，大大改善阀片长期工作条件，还可免受暂态过电压危害和温度热损伤，保证阀片温度不超过55℃，从而保证避雷器寿命达20年以上。

(2)串联间隙氧化锌避雷器的间隙结构不同于碳化硅避雷器，因其间隙数量少，当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿，同时因隙距大、动作特性稳定，故它可避免碳化硅避雷器间隙带来的一切缺点。

串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害，故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。

串联间隙氧化锌避雷器仍有前两种避雷器(碳化硅避雷器和无间隙氧化锌避雷器)保护性能优点，而避免它们的缺点，是一种理想地扬长避短产品。

无愧是当代最先进防雷电器。

(3)串联无间隙氧化锌避雷器可附带脱离器，当其失效损坏时，脱离器自动动作(30mA时不大于8min)退出运行，以免造成更大损失和事故，提高运行安全可靠性。

(4)串联间隙氧化锌避雷器因有间隙，大大改善阀片长期工作条件，产品制造时对阀片测试筛选要求相对低些，合格率高成本低，价格也就便宜，串联间隙氧化锌避雷器价格比无间隙氧化锌避雷器普遍便宜，有时也比碳化硅避雷器(如3~10kv的Fz型)便宜，同时它对其它防雷器件都有扬长避短作用，实为当代最先进防雷电器，最适于用作更新换代的普及品推广使用。

概述金属氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器。

由其核心元件采用氧化锌电阻片，与传统碳化硅避雷器相比，改了避雷器的伏安特性，提高了过电压通流能力，从而使避雷器特征的根本变化。

当避雷器在正常丁作电压下，流过避雷器的电流仅有微安级，当遭受过电压时，由于氧化锌电阻片的非线性，流过避雷器的电流瞬间达数千安培，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而有效地限制了过电压对输变电设备的侵害。

产品性能符合GB/T11032、JB /T8952、IEC60099-4、IEC62.11标准技术要求。

用途特点金属氧化锌避雷器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损坏。

使用环境条件1、环境温度不高于+40℃，不低于-40℃。

2、海拔高低不超过1000-2000m (高原地区应在订货时注册)。

3、交流系统频率50Hz 或60Hz 。

4、长期施加在避雷器上工频电压不超过避雷器持续运行电压。

5、最大风速不超过35m /s 。

6、地震烈度7度及以下地区。

7、污秽地区要注明。

型号及其含义附加特征W 防污， G:高原K:抗震型，TLB （热爆压脱离器）标称放电电流下最大残压kV 避雷器额定电压kV 设计序号S:配电，Z:电站， R:电容器组， X:线路，T:铁道，D:发电机、电动机，W:无间隙 C:有串联间隙：标称放电电流kA 复合外套金属氧化锌避雷器:YH氧化锌避雷器高压电器153154避雷器型号系统额定电压YH1.5W-0.28/1.3直流参考电压U1mA )雷电冲击电流下残压陂波冲击电流下残压≯kVkV 0.2261.3YH氧化锌避雷器0.28-0.8kV 低压型避雷器电气参数YH1.5W-0.28(0.5)YH1.5W-0.8/3.9避雷器型号系统额定电压雷电冲击电流下残压陂波冲击电流下残压≯kV15305017.334.557.5YH5WS-10/30YH5WS-17/503-10kV 配电型避雷器电气参数YH5WS-10/30*H5WS-5/15*3-10kV 保护电容器组型避雷器电气参数避雷器型号系统额定电压YH5WR-5/13.5YH5WR-10/27YH5WR-17/45雷电冲击电流下残压≯kV13.527操作冲击电流下残压YH氧化锌避雷器3-10kV 电站型避雷器电气参数YH5WR-10YH5WR-1710高压电器155YH5WZ-10/27YH5WZ-17/45避雷器型号系统额定电压YH5WZ -5/13.5雷电冲击电流下残压陂波冲击电流下残压≯kV 13.515.5156避雷器型号5WD-4/9.55WD-8/18.75WD-13.5/31陂波残压不大于5kA)kVp3.15-10.5kV电动机用避雷器电气参数电动机额定电压雷电残压不大于(2.5kAkVp3.156.310.10.79.5避雷器型号YH5WD-4/9.5 YH5WD-8/18.7 YH5WD-13.5/31 YH5WD-17.5/40陂波残压不大于5kA)kVp3.15-13.8kV发电机用避雷器电气参数发电机额定电压雷电残压不大于(2.5kAkVp3.15 6.3 10 13.810.79.5YH氧化锌避雷器YH2.5WD-13.5/31YH2.5WD-8/18.7YH5WD-13.5/31YH5WD-8/18.73.15-20kV 电动机中性点用避雷器电气参数6~42kV 氧化有串联间隙型复合外套锌避雷器电气参数表避雷器型号YH1.5WD -2.4/6YH1.5WD -4.8/12YH1.5WD -8/19YH1.5WD -10.5/23YH1.5WD -12/26YH1.5WD -13.7/29.2YH1.5WD -15.2/31.7U1mA 雷电残压不大于(1.5kA )kV p YH5CS -7.6/27YH5CS -12.7/45YH5CZ -7.6/24避雷器型号YH氧化锌避雷器YH1.YH16.0YH5CS YH5CS 注:Z 型外型及安装尺寸参照YH5WZ -6/10电站型避雷器尺寸图27452441标称电流下5kA 残压波形8/20≯kV 高压电器15715835-110kV 电站型避雷器电气参数6-10kV 线路型避雷器电气参数避雷器型号系统额定电压YH5WX -10/30YH5WX -17/50雷电冲击电流下残压陂波冲击电流下残压≯kV 305039.557.5YH氧化锌避雷器YH5WX-10/30YH5WX-17/5035-110kV 线路有串联间隙避雷器型电气参数35-110kV 变压器中性点型用避雷器电气参数YH氧化锌避雷器35-110kV 线路无间隙型避雷器电气参数高压电器159160注："*" 为大方波通流容量。

带间隙线路避雷器与⽆间隙线路避雷器的性能⽐较⼀、⾦属氧化物避雷器：只有压敏电阻⽚的新型避雷器，压敏电阻⽚是由氧化锌等⾦属氧化物烧结⽽成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的阀特性。

同时具有⾮线性系数⼩、保护特性好、能量吸收能⼒强、通流能⼒⼤、结构简单和稳定性好等优点。

⾮线性系数α值很⼩。

在⾦属氧化物阀⽚中通过1mA～10kA这个范围内电流时，α值⼀般在0.02～0.06之间。

在额定电压作⽤下，通过的电流极⼩，因此可以做成⽆间隙避雷器。

保护性能好。

它不需要间隙动作，电压⼀旦升⾼，即可迅速吸收过电压能量，抑制过电压的发展；有良好的陡度响应特性；⽆间隙的氧化物避雷器的性能⼏乎不受温度、湿度、⽓压、污秽等环境条件的影响，因⽽性能稳定。

⾦属氧化物避雷器基本⽆续流，动作负载轻，耐重复动作能⼒强。

伏安特性是对称的，没有极性问题，可制成直流避雷器。

通流容量⼤。

避雷器容易吸收能量，没有串联间隙的制约，仅与阀⽚本⾝的强度有关。

同碳化硅阀⽚⽐较，氧化物阀⽚单位⾯积的通流能⼒⼤4～4.5倍。

因此，⽤这样的阀⽚制成避雷器，不但可以限制⼤⽓过电压，⽽且完全可以⽤来限制操作过电压，甚⾄还可以耐受⼀定持续时间的短时（⼯频）过电压。

结构简单，尺⼨⼩，易于⼤批量⽣产，造价低。

适⽤于多种特殊需要。

⾦属氧化物避雷器耐污性能好，不会由于污秽或者带电清洗时改变外套表⾯电位分布⽽影响避雷器的性能。

同时，由于阀⽚不受⼤⽓环境影响，能适应于各种绝缘介质，所以也适⽤于⾼海拔地区和6 SF 全封闭组合电器等多种特殊需要。

⾦属氧化物避雷器有⼀系列优点，发展潜⼒很⼤，是世界各国避雷器发展的主要⽅向，必将逐步取代传统的带间隙的避雷器，也将是未来特⾼压系统关键的过电压保护设备。

⼆、复合外套 ZnO 避雷器除具有⾦属氧化物避雷器的优点外, 还具有如下特点:①从根本上消除避雷器外套爆炸的危险;②重量轻, 体积⼩, 扩⼤了避雷器的使⽤范围;③耐污性能好;④散热特性好;⑤制造⼯艺简单。

避雷器的电气参数[ 2007-1-7 16:51:00 | By: 35dtb ]1.系统额定电压（有效值）（kV）：与电力系统标称电压相对应。

2.避雷器额定电压（有效值）（kV）（灭弧电压）：保证避雷器能灭弧的最高工频电压允许值。

3.工频放电电压（有效值）（kV）：避雷器在工频电压下将放电的电压值。

由于火花间隙击穿的分散性，它有一个上限值和下限值。

工频放电电压不能低于下限值，以避免在能量大的内过电压下动作，使避雷器损坏或爆炸。

工频放电电压也不能高于上限值，因在一定的结构下工频放电电压和冲击放电电压有一定的影响关系，工频放电电压高了将使冲击放电电压提高，影响保护效果。

4.冲击放电电压：在冲击电压作用下避雷器发生放电的电压值（幅值）。

5.残压：当波形为8/20μs，5kA或10kA的冲击电流流过避雷器时避雷器两端的电压降，以幅值表示。

此残压为避雷器雷电放电时加于并接的被保护设备上的电压，当然低一点好。

6.避雷器持续运行电压：加于避雷器两端允许持续运行的工频电压有效值。

7.避雷器的直流参考电压U1mA：使恒定的1mA电流流过避雷器时施加于避雷器两端的电压。

避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值，按照此电压设计的避雷器，能在所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确地工作。

它是表明避雷器运行特征的一个重要参数，但它不等于系统标称电压。

由于电力系统的标称电压使该系统相间电压的标幺值，而避雷器一般安装在相对地之间，正常工作时承受的是相电压和暂时过电压，并且避雷器有它本身的特点，因此其额定电压与电力系统的标称电压以及其他电器的额定电压有不同意义。

按照国际电工委员会（IEC99-4）及GB11032对无间隙金属氧化物避雷器的规定，避雷器在60度的温度下，注入标准规定的能量后，必须能耐受相当于额定电压数值的暂时过电压至少1s。

避雷器额定电压建议值：非直接接地系统及小阻抗接地系统：1s及以内切除故障，10kV 选用13kV避雷器1s以上切除故障，10kV选用17kV避雷器直接接地系统：110kV选用102kV避雷器并联电容器装置保护用氧化锌避雷器的选型问题唐耀胜（桂林电力电容器总厂，桂林541004））摘要：从我国电力系统实际情况出发，结合避雷器选型的历史回顾和新版本的避雷器国家标准，提出了使电力系统安全、可靠运行的并联电容器装置用氧化锌避雷器的选型方法，对变电站中并联电容器装置的设计具有一定的参考价值。

有间隙避雷器标准
有间隙避雷器的标准主要涉及到额定电压、标准级差、标准雷电冲击电流放电器、陡波冲击电流残压、工频耐受电压和雷电冲击正极性50%放电电压
等方面。

具体如下：
1. 额定电压：例如17kV或110kV，以及3\~10kV和35kV、66kV系统等。

2. 标准级差：例如1kV之内。

3. 标准雷电冲击电流放电器：例如8/20μs，标称放电电流可以设定在5kA。

4. 陡波冲击电流残压：例如不可以超出46kV。

5. 雷电冲击残疾电流残压：例如不可以超出40kV范围之内。

6. 避雷器工频耐受电压：例如设定在26kV之上。

7. 雷电冲击正极性50%放电电压：例如不可以大于100kV。

此外，对于有串联间隙金属氧化物避雷器和碳化硅阀式避雷器，其额定电压在一般情况下应符合相应要求，如3\~20kV和35kV、66kV系统分别不低于和。

以上为有间隙避雷器的标准要求，实际操作中需严格遵循相应规范和标准，必要时咨询专业人士意见。

串联间隙氧化锌避雷器的试验与阀型避雷器的安装串联间隙氧化锌避雷器的试验_阀型避雷器的安装目前在电力系统中运行的避雷器重要有两种类型。

一类是以串联火花间隙与碳化硅阀片为重要元件的传统阀型避雷器；另一类是以氧化锌电阻片为重要元件的金属氧化物避雷器。

一、串联间隙氧化锌避雷器试验问题随着现代防雷技术的进展，直流高压发生器在小电流接地系统中交流串联间隙氧化锌避雷器正渐渐在变压器开关、母线、电动机、发电机、线路、电容器组等电气设备得到应用。

作为电气设备本身，同样存在着阀片性能、参数设计、绝缘材质、装配不良、密封缺陷等问题；把握其性能情形亦显得非常必要。

对于中性点非直接接地的363KV电力系统中的氧化锌避雷器，我国电力行业标准DL/T5961996《电力设备防备性试验规程》（以下简称《规程》）明确规定其试验项目为：1.绝缘电阻；2.直流1mA下的电压U1mA及75%U1mA下的电流。

众所周知，该规程关于氧化锌避雷器的试验项目是源于《交流无间隙金属氧化物避雷器》（GB1103289）的规定要求，是针对交流无间隙氧化锌避雷器的。

《规程》规定的试验项目是否适用带串联间隙的氧化锌避雷器值得商榷。

对于单个间隙而言当很大的雷电流流过非线性电阻时，直流高压发生器非线性电阻将呈现很大的电导率，使避雷器上显现的残压U0不致过高。

当雷电流过去后，加在阀片上的电压是系统电压Ux时，非线性电阻的电导率蓦地下降而将工频续流限制到很小的数值。

事实上阀型避雷器的间隙由数个或数十个单间隙构成而形成的一个电容链。

由于电极片对地和对高压端盖的部分电容的影响，电压在各间隙上分布是不均匀的。

严重的是这种不均匀特别的不稳定，它受瓷套表面情况影响很大，使得避雷器的工频放电电压很不稳定。

虽然可以通过在每个间隙或间隙组上并联一个分路电阻来解决，直流高压发生器但分路电阻中将长期有电流流过（泄漏电流）；且经长期运行非线性并联电阻会渐渐老化，表现为阻值加添，电导电流下降，影响避雷器性能。