带间隙线路避雷器与无间隙线路避雷器的性能比较

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*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。

三、线路防雷对复合外套金属氧化物避雷器的基本要求线路用避雷器需要解决的是避雷器本身的长期运行可靠性问题: 即应考虑到在严酷的使用条件下的可靠性及寿命, 即使在很大的雷击下应仍能维持电气和机械性能; 应与已有的线路上的绝缘子串的绝缘配合防止雷击闪络故障和安装设计、维护方法等方面的问题。带串联间隙的线路用避雷器的设计必须考虑到输电线路的情况, 在很多方面不同于电站型避雷器的设计。根据线路防雷的特点, ZnO避雷器带间隙后, 由于间隙放电存在一定的分散性, 为了保证避雷器工作的可靠性, 在设计带间隙避雷器的结构时, 应能满足线路防雷对带间隙的避雷器提出的技术要求:

1、应能满足长期承受工频电压作用而稳定工作的要求, 即串联间隙在各种外界因素的作用下, 在风吹、导线舞动等情况下应能保持其尺寸基本不变;

2、应具有足够的通流能力以泄放雷电流和吸收雷电冲击过电压的能量;

3、为限制雷电过电压, 避雷器的保护水平应与线路绝缘子串有很好的绝缘配合, 以保证雷击被保护线路段时, 无论被保护线路段内或被保护线路段外的绝缘子串均不应发生闪络; 另外被保护线段外的线路遭受雷击时被保护线段内的绝缘子串也不应发生闪络;

4、避雷器应能可靠地切断工频续流, 保证线路正常供电;

5、避雷器本体故障时允许线路重合闸,保证线路仍能工作;

6、紧凑型的设计: 重量轻, 体积小, 能安装在现有的杆塔上;

7、防爆炸: 即使在承受高于设计值以上的雷电流的作用下也不发生爆炸, 保证人身和设备的安全;

8、密封性能好, 不易受潮, 可以减少目前瓷外套避雷器在运行中经常出现的由于受潮引起的事故, 提高运行可靠性;

9、采用硅橡胶有机材料作为外绝缘, 由于其具有强憎水性, 使避雷器具有更强的防污性能;具有一定的机械强度, 应能承受所要求的各种机械负荷;关于操作过电压有两种观点: 一种认为操作过电压作用时, 避雷器应动作; 另一种认为操作过电压作用时避雷器应不动作。

四、避雷器结构类型和选择用于线路防雷的避雷器有两种结构类型: 一种是无间隙型: 避雷器与导线直接连接, 它是电站型避雷器技术的延续, 具有吸收冲击能量可靠, 无放电时延等优点; 另一种为带间隙型: 避雷器与导线通过空气间隙来连接, 只在雷电流作用时才承受工频电压的作用, 具有可靠性高, 运行寿命长等优点。图表为带间隙型的线路用避雷器和无间隙的线路用避雷器的性能的比较。从图表中可以看出, 无间隙的线路用避雷器应用到提高线路耐雷水平时, 可能存在的一个缺点就是在避雷器发生故障时将影响线路的正常供电, 不过复合外套避雷器出现故障的概率是极小的。

为了克服无间隙 ZnO避雷器用于线路防雷时可能存在的问题, 线路防雷用避雷器一般都采用带串联间隙的结构。由于有串联间隙的隔离作用, 这种结构具有以下几个优点:

1、线路正常运行时, 避雷器不承受持续工频工作电压的作用, 处于“休息”状态, 避雷器电阻片的荷电率可以取得高一些, 雷电冲击残压可以随之降低;

2、避雷器只有在一定幅值的雷电过电压作用下串联间隙动作后, 避雷器本体才处于工作状态, 因此其外绝缘水平 (绝缘外套爬电距离) 可以低于无间隙避雷器。

3、在正常设计的线路上, 有足够的耐受操作过电压的能力, 间隙大小可选择避免操作过电压作用时动作, 这样大大减轻避雷器动作负载试验的压力。再考虑到电阻片数减少, 有可能使避雷器的结构紧凑化, 并降低造价。

4、因串联间隙的隔离作用, 即使避雷器电阻片劣化, 也不至于影响线路的正常运行。

五、线路用复合外套避雷器的本体结构及参数：线路用避雷器本体结构根据以上分析, 线路防雷用复合外套避雷器在结构上采用带串联间隙的结构形式,一般将它分成两部分: 避雷器本体和串联间隙。带串联间隙的合成避雷器的本体结构类似于普通的复合外套避雷器。

根据瓷外套ZnO避雷器由于密封中容易造成的缺陷以及内部空腔的“呼吸”作用容易受潮, 往往引起故障。复合外套避雷器一般采用内部无空腔的结构, 即采用可以消除内部受潮的全密封固体绝缘结构。结构上主要由ZnO电阻片、环氧玻璃钢筒、外绝缘裙套和金具四部分组成。这种结构的显著特点就是选用不同的材料来分别满足对复合外套金属氧化物避雷器的机械及电气性能方面的要求; 合理地发挥了氧化锌电阻片优良的限压特性, 环氧玻璃钢筒材料的高机械强度,裙套材料硅橡胶的抗污染、耐老化及耐漏电起痕性能好, 各种材料和结构得到了充分的利用, 发挥了各自的优良性能。

六、线路用复合外套避雷器的串联间隙设计串联间隙的设计包括间隙的结构设计和间隙距离的确定。间隙的结构及尺寸直接决定避雷器的保护性能。根据前面提出的线路防雷对带间隙避雷器的要求, 串联间隙应保证在各种外力的作用下避雷器的尺寸基本保持不变, 间隙放电的稳定性好, 分散性小。串联间隙的结构设计, 除了要求结构简单、紧凑以外, 主要应考虑避雷器在运行中,由于风偏等外界因素的影响, 应保证间隙距离基本不变。在确定串联间隙距离时应考虑以下三方面:

1、线路绝缘子串与串联间隙的绝缘配合: 在雷电冲击过电压作用下, 串联间隙可靠动作, 以达到通过避雷器电阻片吸收雷电流的能量的目的, 而线路绝缘子串不发生闪络;

2、工频续流的切断能力: 串联间隙应能保证在尽可能短的时间内 (例如1～2工频周期) 可靠地切断工频续流;

3、工频和操作过电压耐受特性: 一般要求保证在工频和操作过电压作用下, 避雷器串联间隙不击穿, 即避雷器不动作。

    总之：线路杆塔安装线路避雷器以后, 对110kV电压等级而言, 雷击杆塔耐雷水平有很大的提高, 但其提高程度受避雷器吸收雷电流能量的能力与避雷器耐受冲击电流的限制。避雷器热容量和流过避雷器的电流,随杆塔接地电阻、档距、杆塔高度、雷电流的波形变化而变化；线路安装线路避雷器以后, 雷击导线的耐雷水平提高很多, 即使以比较苛刻的条件考虑, 其耐雷水平也可以达到54150kA。因此, 不论是平原、丘陵、山区, 绕击电流都低于线路避雷器所能耐受的雷电流, 理论上, 因雷击导线而引发故障的可能是不存在的；110kV线路型避雷器提高耐雷水平的效果主要决定于雷击杆塔时雷电流数值,即避雷器耐受冲击电流能力与避雷器热稳定性的限制；线路型避雷器只能保护装设杆塔两个档距范围内的雷击。由于波的运动需要时间, 若其档距 l=300m , 来去约 2Λs多的时间。因此一个杆塔上的避雷器只能防护两侧一个档距内的雷击。

西安宝发电气有限公司主要生产过电压保护器｜氧化锌避雷器｜阻容吸收器｜跌落式熔断器｜隔离开关｜绝缘子等。

规格型号BF(EAT)-5Z-10/600 | BF(EAT) -5Z-17/600 | BF(EAT)-5Z-17/800 | BF(EAT)-5Z-51/800 | BSTG-B-12.7/600｜BSTG-B-42/800｜DCB-Z-10.5kV｜DCB-Z-35kV｜｜TBP-B-12.7/131｜TBP-B-35/310｜BF-B-12.7/131｜BF-B-35/310｜HY5WZ-17/45｜HY5WS-17/50｜HY5WZ-51/134 ｜HY1.5W-0.28/1.3 | HY1.5W-05/2.6｜HY5WZ-51/134Q｜ZR-10kV｜ZR-35kV等，欢迎广大客户前来选购。