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氧化锌避雷器的操作通流能力,确定氧化锌避雷器操作通流能力的步骤

来源:网络    发布于:2012-3-26 10:23:50    点击:51    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

2.4 氧化锌避雷器的操作通流能力

2.4.1 原理

在实际应用中的充电线路上重合操作时,开关重燃将引起过电压。在此情况下,如何确定安装在开断线路末端避雷器的吸收能量是一个重要问题。假定断路器闭合在工频电压正极性峰值上,Z为低阻抗,通过避雷器的电流是2倍线路传播时间的方波,电流的幅值可由图解确定。可以根据图解得到的电流,查生产厂家提供的方波通过能力来选择适当的避雷器。

简单的单相模型经常是很有用的,它可以避免价格昂贵的计算机或TNA的费用。对于复杂系统,当用简单方法不能取得满意结果时,可进行更准确的计算。

2.4.2 确定氧化锌避雷器操作通流能力的步骤

*一步,确定系统参数。为了利用简化方法,须确定系统参数,如系统电压、不同电压等级线路的波阻抗和无避雷器时的预期过电压,已知系统的参数和厂家给出的氧化锌避雷器的伏—秒特性后,可用图解法求出通过避雷器的电流。

第二步,计算避雷器的能量。避雷器操作冲击放电能量W可由式(1)求得   

W=UOV-Up/Z·Up·2T·n ---------------------------------- (1)

式中,W为操作冲击放电能量,kJ/kVUOV为预期过电压,kVUp为操作冲击电流下的残压,kVZ为波阻抗,Ω;T为传播时间;n为无冷却情况下连续放电次数。

第三步,选择具有适当通流能力的避雷器。*先根据上述的结果和厂家提供的产品的通流能力(厂家一般给出比能量kJ/kV或方波通流能力)来选择适当的避雷器;如所选氧化锌避雷器通流能力不够,则可以提高氧化锌避雷器额定电压或选择通流能力更大的避雷器;对于同杆架设的双回路输电线路,在选择线路型避雷器的通流能力时应比单回路时增加10%

系统电压/kV 波阻抗Z/Ω 无避雷器时预期过电压UOVpu 110220 450 3.0 330 400 2.75 500 350 2.50 2.4.3 避雷器长持续时间耐受能力

为了检验氧化锌避雷器在实际运行条件下承受线路操作过电压的能力,GB 110322000推荐了氧化锌避雷器长持续时间冲击电流耐受试验用分布常数冲击发生器典型回路,并规定了110 kV及其以上系统用的避雷器(中性点使用的避雷器除外)须做线路放电试验。

采用分布参数的链型冲击电流发生器来模拟输电线路。改变冲击发生器的参数可以模拟不同的线路长度和波阻抗,并可根据不同的电压等级按比例模拟不同的过电压倍数,然后对被试品的比例单元放电。一般,发生器的链数为10,可以产生试验要求的长持续时间冲击电流的波形。

2.5 氧化锌避雷器标称放电电流

通过氧化锌避雷器的雷电流与其所在地区的雷电日水平、雷电频度、线路防雷设计、变电站的设备布置以及变电站所处的地形等许多因素有关。我国中性点直接接地系统的变电站都有避雷针或避雷线作为直击雷保护。

1 影响通过氧化锌避雷器雷电流的主要因素:①氧化锌避雷器安装地区的雷电水平(在我国,40个雷电日为中雷区)和落雷强度。②与变电站连接的架空线的几何参数(主要是高度、宽度及地线位置)的影响,而几何参数由电压等级决定。③进线绝缘的雷电冲击耐受强度。④进线段的长度、放电电流的陡度取决于进入电站的雷电过电压的陡度,由于架空线路导体的衰减作用,这个陡度又取决于线路雷击点与电站间的距离。在所要求的*短进线保护长度下,*高电压陡度被限制在1501150 kV/μs,具体视线路的几何距离而定。⑤线路冲击阻抗。⑥杆塔接地阻抗。⑦氧化锌避雷器动作时连接线路的数目。

2 决定氧化锌避雷器标称放电电流的主要因素: ①电站的重要性,即可以接受的绝缘的危险率。随着系统电压的提高,重要性也随之提高。②高于标称电流的放电电流出现的概率。

3 110500 kV的输电线路均沿全线架设避雷线,保护角一般在25°~18°,按进线段外雷击的侵入波统计,通过氧化锌避雷器的标称放电电流可取如下数据:① 110220 kV系统一般不大于5 kA。据在我国雷电观测的实例数据统计,通过氧化锌避雷器的电流超过5 kA的概率为0.27%;对220 V单进线变电站(线路绝缘子13×X-4.5),当仅有一只避雷器动作时,计算可得通过避雷器的负极性电流为56.4 kA,正极性电流为4.45.4 kA;对110 220 kV变电站设计使用的标称电流,GB 311.11997中推荐为5 kA;而GB 110322000推荐使用5 10 kA 2个系列。② 330 kV系统一般不大于10 kA 500 kV系统用10 kA20 kA

对于特别重要的发电厂、变电站,需要通过防雷分析计算确定氧化锌避雷器的标称电流。

对于交流无间隙金属氧化物避雷器,GB 55821985《高压电力设备外绝缘污秽等级》对瓷绝缘和玻璃绝缘规定了*小公称爬电比距的要求:在无明显污秽的地区,*小公称爬电比距为17 mm/kV;在普通污秽地区,*小公称爬电比距为20 mm/kV;在重污秽地区,*小公称爬电比距为25 mm/kV

对于爬电比距相同的情况,能源部(1993)第45号文中规定,硅橡胶外套绝缘的污闪、湿闪电压与瓷绝缘或玻璃绝缘的污闪、湿闪电压之比为4 3

污秽对交流无间隙金属氧化物避雷器运行特性除影响外绝缘性能外,还会引起避雷器内部电阻片的电位分布发生畸变,以及由多节瓷套组成的避雷器发生电流转移,这些都会引起电阻片局部过热。

对用于重污秽地区的避雷器,应做污秽试验。对有特殊需要的地区,可由供需双方协商。
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