氧化锌避雷器的选型

石化电气·防雷与接地

（4）运行检测方便，能通过带电试验检测避雷器特性的变化。

（5）吸收能量大，非线性金属氧化物电阻片单位体积吸收能量较碳化硅非线性电阻片大5～10倍，同时，电阻片或避雷器均可并联使用，使吸收能力成倍提高。

（6）由于没有串联间隙，电阻片不仅要承受雷电和操作过电压左右，还要承受正常持续运行电压和暂时过电压，因而存在着这些电压作用下的劣化和热稳定问题。

有间隙避雷器主要有以下特点：

（1）有串联间隙的避雷器与无间隙避雷器相比，增加了串联间隙，使电阻片与带电导线隔离，可避免系统单相接地引起的暂时过电压和弧光接地或谐振过电压对电阻片的直接作用。但使用串联间隙后，也就不再具备无间隙避雷器的优点。

（2）有并联间隙的避雷器：在一部分电阻片上并联间隙，在雷电流达到一定幅值时，这部分电阻片上的残压使间隙放电而短路。在雷电流幅值等于标称放电电流时，避雷器的残压值可以低于无间隙避雷器的残压，在保护雷电冲击绝缘水平较低的设备，如发电机等，有一定的优越性，但结构复杂。

（3）与普通碳化硅阀式避雷器相比，具有相近保护特性时，避雷器可以没有续流或续流很小。如果保持续流相近，则残压值可比碳化硅阀式避雷器低，在中性点非直接接地系统中，残压值还可以比无间隙避雷器的残压低。

（4）有串联间隙避雷器：由于放电电压与电阻片的残压相近，给工频放电电压试验带来一定的困难，放电电压较难检测。

（5）有间隙避雷器一般用于线路或3kV～66kV中性点非直接接地系统中的保护。

由于有间隙产品存在天生的缺陷，例如放电的分散性、放电电压受内部气压与外部污秽影响等，因此目前有间隙产品主要应用于66kV及以下的配电系统中。与之相比，无间隙避雷器更具有保护范围宽、能量吸收能力强、响应特性快及陡波特性好等优点，因此已广泛应用于电力系统中。

3 金属氧化物避雷器的选型

金属氧化物避雷器的特性分为保护特性和运行特性。保护特性由保护水平决定；而运行特性则由额定电压、冲击通流能力（雷电通流能力、长持续

时间耐受能力）、工频电压耐受时间特性、耐污性能、短路电流试验等级等决定，其中避雷器的短路电流试验等级主要由系统的容量和避雷器的安装点决定，具有独立的属性。避雷器的保护特性和运行特性是互相制约的。

在系统条件一定、阀片性能一定的条件下，若避雷器的额定电压提高，则其运行的持续运行电压就高，耐受工频电压、能量吸收的能力随之提高，标称电流下的残压也随之提高，但保护裕度却会减小；反之，若避雷器的额定电压降低，则其允许的持续运行电压就低，标称电流下的残压也随之降低，但保护裕度却会增大。

若对系统的接地方式、过电压的幅值及持续时间等情况掌握清楚的话，就可以选择最佳的避雷器额定电压值，以取得较大的保护裕度；反之，若对系统的情况了解的不清楚、不准确，那么就要选择额定电压高一些的避雷器，这时避雷器的保护裕度就会小一些，被保护物的绝缘所受的电应力就会大一些。若选择避雷器的额定电压较低，就有可能带来安全事故。

在同一电压等级的系统中，接于相对地间的避雷器与接于相对相间的避雷器，其额定电压是不同的。在同一个变电站的同一电压侧，线路型避雷器和母线型避雷器的额定电压也是不同的。

金属氧化物避雷器在选用中应注意其参数的正确选择，否则将会在运行中发生各类问题，导致事故的发生。下面以无间隙金属氧化物避雷器为例，介绍避雷器选型中需要注意的主要参数。 3.1 标称放电电流

因金属氧化物避雷器的标称放电电流分为五类， 在选用时应根据避雷器的应用场合和避雷器的技术参数来选择，如表1所示。

（1）电站用避雷器：用以限制作用在发变电所3～500kV设备的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的相对地过电压。

（2）配电用避雷器：用以限制作用在3～20kV配电设施，主要是配电变压器、分段开关、刀闸及电缆头的雷电过电压和除谐振过电压及暂态过电压以外的相对地过电压。

（3）并联补偿电容器用避雷器：用以限制投切电容器时可能产生的过电压，用于不同容量和电压等级电容器组的避雷器，其方波通流容量有不同的要求。

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2007增刊

氧化锌避雷器的选型

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表1 避雷器分类

标称放电 电流In 避雷器额定

电压U（rkV）420≤Ur≤≤Ur≤≤Ur≤255≤Ur≤34（有效值） 避雷器类别

电站用

发电机用

配电用

并联补偿用

电站用

电动机用

发电机 中性点用

变压器

中性点用

5≤Ur≤90

5≤Ur≤108

4≤Ur≤≤Ur≤≤Ur≤207

20kA等级等级等级等级等级

（4）发电机用避雷器：用以限制作用在发电机的雷电过电压和除谐振过电压以外的相对地过电压，并可限制升压变压器的传递过电压。

（5）电动机用避雷器：用以限制3

～10kV投切电动机时的操作过电压。

（6）发电机中性点用避雷器：用以限制发电机中性点的雷电侵入波过电压，同时对发电机整个绝缘也有一定的保护作用。在正常运行工况下，作用在避雷器上的电压很低。

（7）变压器中性点用避雷器：主要用以限制中性点为分级绝缘的变压器（包括中性点接有低于其设备绝缘水平的设备，如消弧线圈）雷电过电压。在正常运行工况下，作用在避雷器上的电压很低。

（8）其他特殊用途避雷器：避雷器还可用于下列设备的过电压保护，如输电线路、串联电抗器、串联电容器、电缆护层、电流互感器低压和高压侧匝间、发电机灭磁回路。 3.2 额定电压（Ur）

避雷器额定电压是施加到避雷器端子间的最大运行工频电压有效值，它是表明避雷器运行特性的一个重要参数，但它不等于系统标称电压。

按IEC及国家标准规定，避雷器在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10s。

避雷器额定电压可按下式选择:

Ur≥KUt (kV)

式中，K为切除短路故障时间系数。10s 及以内切除故障K=1.0；10s以上切除故障K=1.25～1.3；Ut为暂时过电压，kV。

在选择避雷器额定电压时，仅考虑单相接地、甩负荷和长线电容效应引起的暂时过电压。暂时过电压Ut推荐值见表2。 3.3 最大持续运行电压

避雷器持续运行电压是运行持久的加在避雷器端子间的工频电压有效值。

一般情况下，避雷器最大持续运行电压Uc≥0.8Ur，且不得低于以下规定值:对于中性点直接接地系统，

接在相对地的无间隙避雷器，其持续运行电压应不低于系统的最高工作相电压，即：

Uc≥Um

/

式中，Um为系统最高工作电压，kV。

对于中性点非直接接地系统，应根据单相接地故障切除时间确定：

10s及以内切除故障时， Uc≥Um

10s以上切除故障时，Uc≥Um (35～66kV ) Uc≥1.1Um（3kV～20kV）

3.4 雷电冲击保护水平

无间隙金属氧化物避雷器的保护水平完全由它的残压决定，其雷电过电压的保护水平是下列两项数值的较高者：

（1）标称放电电流下的最大残压值。

（2）陡波冲击电流下最大残压值除以1.15。 避雷器雷电冲击保护水平应满足保护电力设备绝缘配合的要求，按国家标准规定，其配合系数如下：

中性点避雷器Ks＞1.25；

避雷器非紧靠保护设备Ks＞1.4。 3.5 操作冲击保护水平

避雷器操作冲击电流（波前30～100µs）下的残压值为避雷器的操作冲击保护水平。操作冲击绝缘配合系数应满足: 电气设备的操作冲击绝缘水平与操作冲击保护水平之比值不得小于1.15。 3.6 绝缘配合

对于不同保护对象，由于绝缘等级的不同，选择避雷器时也应有所区别。例如，对于35kV油浸式变压器，其额定雷电冲击耐受电压（全波）为200kV，而对于35kV干式变压器而言，其额定雷电冲击耐受电压（全波）值为170kV，此时普通35 kV 氧化锌避雷器的残压取134kV就显得偏高，134×1.4= 187.6>170。因此用于35kV干式变压器保护用的氧化

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