氧(yang)化(hua)(hua)鋅避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)是(shi)電(dian)力系統(tong)中(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)力設備(bei)之一(yi)，其類型主要(yao)有(you)(you)保護(hu)(hu)空位、閥式(shi)(shi)避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)和氧(yang)化(hua)(hua)鋅避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)。現(xian)在(zai)，在(zai)電(dian)力系統(tong)中(zhong)運用較多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鋅避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)，與傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)閥式(shi)(shi)避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)比較，氧(yang)化(hua)(hua)鋅避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)阻閥片(pian)具有(you)(you)優異的(de)(de)(de)(de)(de)非線性(xing)(xing)伏(fu)安特性(xing)(xing)，在(zai)作業電(dian)壓下電(dian)阻值很(hen)高，流過(guo)避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流很(hen)小(xiao)，而當遭受過(guo)電(dian)壓時(shi)，電(dian)阻值很(hen)小(xiao)，殘(can)壓也很(hen)低，避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)處于導(dao)通情況，能(neng)(neng)敏捷開(kai)釋(shi)過(guo)電(dian)壓能(neng)(neng)量，能(neng)(neng)有(you)(you)用保護(hu)(hu)電(dian)氣設備(bei)。可是(shi)，要(yao)充分發揮避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)(hu)可靠(kao)性(xing)(xing)，就必須根據(ju)被保護(hu)(hu)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)具體情況，來(lai)選擇(ze)相應的(de)(de)(de)(de)(de)避(bi)(bi)雷(lei)(lei)(lei)器(qi)(qi)，如若選擇(ze)不當，不但不能(neng)(neng)發揮其應有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)作用，甚(shen)至會產(chan)生(sheng)事故。

1選型差(cha)錯構(gou)成(cheng)避雷器(qi)擊穿事故(gu)

1.1事故經過(guo)

某(mou)蓄能電站裝有3臺發(fa)電機電動(dong)機，機組額定電壓(ya)為(wei)13.8kV，中(zhong)性點經(jing)高阻接地。3臺機組與3臺主變壓器(qi)(qi)選用單元接(jie)線，機組與(yu)主變壓器(qi)(qi)之間設(she)置有(you)真空斷路器(qi)(qi)。并且電站設(she)置了1套變頻發(fa)起設(she)備供3臺機組電(dian)動工況發起之用。為了按捺真(zhen)空斷(duan)路器的操作過(guo)電(dian)壓(ya)，保(bao)護機組，3臺機組真空開關柜(ju)內均設備了金(jin)屬氧化鋅避雷器，其(qi)型號(hao)為HY5WS-17/50

某日02時04分，電站(zhan)1號機(ji)組經變(bian)頻器建議抽(chou)水，02時08分，1號主變(bian)低壓側C相電壓(ya)下降，變頻(pin)器(qi)缺陷(xian)動作跳開輸入開關，接著1號機組(zu)低壓(ya)過流保護動作(zuo)，1號機(ji)組抽水建議失利(li)。作業人員當即停機(ji)檢查，發(fa)現1號(hao)機(ji)建議(yi)母線C相(xiang)避雷器被擊穿，C相單相接地(di)，一同導(dao)致與建(jian)議(yi)母線聯接的05、06、07號開關柜內的避雷器均(jun)有不同程度損壞。

1.2原因分(fen)析

缺陷產(chan)(chan)生(sheng)前，機組在正常的抽水建議過程中(zhong)，未(wei)(wei)進(jin)行其他操作，氣候情況良好，經過往后的缺陷錄波顯現，也未(wei)(wei)產(chan)(chan)生(sheng)雷(lei)擊(ji)和其他過電壓現象(xiang)。因此，產(chan)(chan)生(sheng)避(bi)雷(lei)器(qi)擊(ji)穿(chuan)，引(yin)起單(dan)相接地(di)應該是避(bi)雷(lei)器(qi)本身缺陷引(yin)起的。產(chan)(chan)生(sheng)C相避雷器擊穿單相接地后，A、B相的(de)電壓當(dang)即上升，構成與建議母(mu)線相連的(de)05、06、07號開關柜內的避雷器均產(chan)生(sheng)了損壞。

經過檢查發(fa)現，避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)選型存(cun)在(zai)(zai)問題。避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)持續作業(ye)電(dian)(dian)(dian)壓是容許耐久地施加在(zai)(zai)避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)端(duan)子間的(de)(de)工頻電(dian)(dian)(dian)壓有效值(zhi)，關于無空位避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)，作業(ye)電(dian)(dian)(dian)壓直接作用在(zai)(zai)避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻片上，會引(yin)起(qi)電(dian)(dian)(dian)阻片的(de)(de)劣化(hua)，因(yin)此(ci)，為了確(que)保必定(ding)的(de)(de)運用壽數(shu)，長時間作用在(zai)(zai)避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)上的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓不得超(chao)越避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)持續作業(ye)電(dian)(dian)(dian)壓，避(bi)(bi)免(mian)引(yin)起(qi)電(dian)(dian)(dian)阻片的(de)(de)過熱和(he)熱潰散。依照避(bi)(bi)雷器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)選擇準(zhun)則(ze)，在(zai)(zai)中性(xing)點(dian)非直接接地系統中，若單相接地缺(que)陷在(zai)(zai)10s以上才切除的(de)，避雷器持續作業(ye)電壓應(ying)不小于系統線電壓Um。該電站發電機(ji)中性點(dian)經高阻接地，發電機(ji)額定電壓為13.8kV，因此，選擇避(bi)雷器(qi)的持續作業電(dian)壓(ya)應不小(xiao)于13.8kV。可是，該(gai)電站選(xuan)擇的避雷(lei)器類型為(wei)HY5WS-17/50，此類(lei)型(xing)避雷(lei)器(qi)(qi)是配電用避雷(lei)器(qi)(qi)，不是發電機專(zhuan)用避雷(lei)器(qi)(qi)，其(qi)持續作業電壓只(zhi)需13.6kV，低于發電(dian)(dian)機額(e)定電(dian)(dian)壓，不滿(man)足避雷器長時(shi)間安穩作(zuo)業(ye)要求。因此(ci)，該電(dian)(dian)站發電(dian)(dian)機避雷器在產生單相接地(di)后(hou)大面積損壞，與避雷器持續(xu)作(zuo)業(ye)電(dian)(dian)壓選(xuan)擇過低有直接關系。

2選型注意事項(xiang)

2.1類(lei)型的選(xuan)擇

氧化鋅避雷(lei)器選型時應(ying)根據被保(bao)護(hu)設備的(de)方針承認避雷(lei)器的(de)類型，保(bao)護(hu)方針不同(tong)，避雷(lei)器的(de)類型也不同(tong)。還以上面(mian)電(dian)站為(wei)例，依照發電(dian)機避雷(lei)器序列選擇，額(e)定電(dian)壓為(wei)13.8kV的發電(dian)機應選擇類型為YH5WD-17.5/40的避雷器，而(er)該電站選(xuan)擇(ze)的避雷器類型為HY5WS-17/50，為(wei)配電(dian)用避(bi)雷器，兩種避(bi)雷器主要參數見表(biao)：

該電站機組已作(zuo)業20年以上，依(yi)照相關規程規矩，發電(dian)機工(gong)頻實驗(yan)電(dian)壓為1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV，一般發(fa)電(dian)機繞組的沖擊系數為1.25，那(nei)么發電機(ji)繞組的沖擊絕緣水平為1.25*（17.9kV~20.7kV）*√2=32.2~37.25kV。若(ruo)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)出口設備配電(dian)(dian)避雷器(qi)、當發(fa)電(dian)(dian)機(ji)遭(zao)受過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)時，避雷器(qi)動作(zuo)，將(jiang)過(guo)電(dian)(dian)壓(ya)綁縛在不(bu)大(da)于50kV殘壓下，比發電機絕緣沖擊(ji)電壓高了近13kV，50kV的避(bi)雷器殘(can)壓遽然加在發電機絕(jue)緣上，可能會(hui)形成發電機絕(jue)緣擊穿。而發電機專用避(bi)雷器殘(can)壓只要(yao)35.6kV，比發電機絕緣沖擊電壓低，這樣發電機絕緣將相(xiang)對安全得(de)多。

2.2額(e)定電(dian)壓的選擇

避雷器額定電壓是施加到(dao)避雷器端子間(jian)的最大容(rong)許工頻電壓有效值，型號為YH5WD-17.5/40的避雷(lei)器，其(qi)額定電壓為(wei)17.5kV，標明當過電壓(ya)有效值抵達17.5kV，避雷器(qi)就(jiu)會(hui)開端(duan)作業。

在相同的(de)(de)系(xi)統標稱電(dian)(dian)壓(ya)下，避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)額定電(dian)(dian)壓(ya)選得越高，在作(zuo)業中經過避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)漏電(dian)(dian)流越小，對減輕避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)劣(lie)化有利，可(ke)(ke)以(yi)前進(jin)作(zuo)業的(de)(de)可(ke)(ke)靠性。但(dan)另一方面，避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)額定電(dian)(dian)壓(ya)高了，殘壓(ya)也相應(ying)增高了，在相同的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)水平下，保護裕度會下降，這兩方面是敵對的(de)(de)。因此(ci)，在選擇避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)額定電(dian)(dian)壓(ya)時，要充分考慮被(bei)保護設(she)備的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)水平。

2.3持續作業電壓(ya)Uc的選擇

氧(yang)化(hua)鋅(xin)避雷(lei)器(qi)(qi)持(chi)續作業(ye)(ye)電(dian)壓是指長(chang)時間作用在避雷(lei)器(qi)(qi)上的(de)(de)最(zui)高(gao)工頻電(dian)壓的(de)(de)有(you)效(xiao)值，在選擇(ze)避雷(lei)器(qi)(qi)持(chi)續作業(ye)(ye)電(dian)壓時，要考慮系統的(de)(de)中性點接地(di)(di)方(fang)法(fa)。在中性點直(zhi)接接地(di)(di)系統中，接在相對(dui)地(di)(di)的(de)(de)無空位避雷(lei)器(qi)(qi)，其持(chi)續作業(ye)(ye)電(dian)壓應(ying)不低于系統的(de)(de)最(zui)高(gao)作業(ye)(ye)相電(dian)壓。在中性點非直(zhi)接接地(di)(di)系統中，假定單相接地(di)(di)缺陷在10s及以內切除(chu)，無空位避(bi)雷器其持續(xu)作業電壓(ya)應不低于系統的(de)最高(gao)作業相電壓(ya)。假定單相接地缺陷在10s以上切除，其持續作(zuo)業電壓(ya)應一般(ban)不低于系(xi)統的最高作(zuo)業線電壓(ya)。

2.4標(biao)稱放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)的選(xuan)擇(ze)

標(biao)稱放電(dian)電(dian)流是用來區分避(bi)雷器等級的波形8/20μs的(de)雷電(dian)沖擊電(dian)流峰(feng)值，型號為YH5WD-17.5/40的避(bi)雷器中5標明(ming)標稱放電電流為(wei)5kA。無空位氧化鋅(xin)避雷器標稱放電電流按(an)遠方雷電侵(qin)入(ru)波的(de)概(gai)率核算(suan)及變電站的(de)重要性(xing)，一般(ban)可(ke)按(an)表2選擇(ze)。

總結

在選(xuan)(xuan)擇避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)時(shi)，應(ying)根據(ju)被(bei)保護(hu)設備的(de)(de)(de)特征，選(xuan)(xuan)擇相應(ying)類型(xing)的(de)(de)(de)專用避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)，一同結合被(bei)保護(hu)設備的(de)(de)(de)絕(jue)緣水平，選(xuan)(xuan)擇與之(zhi)匹(pi)配的(de)(de)(de)避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)。無論是(shi)閥式(shi)避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)仍是(shi)無空位氧化鋅避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)，其作(zuo)用都是(shi)綁(bang)縛過(guo)電壓，使之(zhi)低于一定(ding)幅值，確保設備安全作(zuo)業。所以，被(bei)保護(hu)設備的(de)(de)(de)安滿是(shi)選(xuan)(xuan)擇避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)第一準(zhun)則。