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现行无间隙金属氧化物避雷器试验方法存在的问题及分析

来源:登瑞电气    发布于:2012-4-9 13:16:14    点击:249    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

由碳化硅普阀式避雷器(SiCA)发展到金属氧化物避雷器(氧化锌避雷器)是一个飞跃。氧化锌避雷器又分为间隙金属氧化物避雷器和无间隙金属氧化物避雷器两类。现行氧化锌避雷器(间隙金属氧化物避雷器和无间隙金属氧化物避雷器两类)的试验方法,这些试验方法是从SiCA试验方法移过来的。而无间隙金属氧化物避雷器的工作电阻片(MOR)和SiCA的工作电阻片(SiCR)在电网运行电压下的工况是完全不同的。SiCR有串联间隙隔离电网运行电压,平时不承受电网电压,只有串联间隙击穿导通时才承受电网电压而流过续流,续流很快截断,一般只有02 s,间隙又恢复绝缘,隔离电网电压,平时SiCR处于冷状态。但MOR不同,长期承受着电网的运行电压,处于热状态,一般在4 05 0℃,2节或2节以上的无间隙氧化锌避雷器串联,当电压分布严重不均匀时温度可达149℃。只要有超过无间隙氧化锌避雷器启动(动作)电压的(内、外)过电压,无间隙氧化锌避雷器就导通(动作),承受着大负载。因此,对SiCA有效的试验方法,并不一定对无间隙氧化锌避雷器有效。

对无间隙氧化锌避雷器现行的试验方法应有一个正确的认识。目前在无新的有效试验方法之前,只能暂时延用SiCA的试验方法,因此亟待研究对无间隙氧化锌避雷器有效的新试验方法。有的**的标准委员会提出对无间隙氧化锌避雷器试验方法应进行革新。

对无间隙氧化锌避雷器进行试验的目的应是保证产品两方面的可靠性:①无间隙氧化锌避雷器是用于限制小概率高幅值(内、外)过电压的保护电器,因此对其自身的安全可靠性要求较高。目前用电气试验和机械试验两类方法进行检验,检验方法是根据单因素或少数因素组合过应力试验结果来评判。实际运行中的无间隙氧化锌避雷器承受着多种应力(如电压、太阳辐射、机械负载、温度变化、湿度、污染等)多因素的综合作用,用现行方法的试验结果进行评价则与实际情况存在差异,有的会产生误导;②无间隙氧化锌避雷器的保护性能,即在流过雷电流和内过电压电流时的残压关系着被保护电力设备(如电力变压器)的安全可靠性,在实际电网运行时高压避雷器流过的动作电流波形和幅值是千差万别的,因而残压也是千差万别的,试验的无间隙氧化锌避雷器保护性能可用于正确选择无间隙氧化锌避雷器设备,保证运行中可接受的很低的被保护电力设备故障率。

因篇幅所限,不能在此对无间隙氧化锌避雷器现行的全部试验方法逐项讨论,仅将无间隙氧化锌避雷器试验中常见的几个错误认识提出来,提醒人们正确认识现行的试验方法,排除误区,重视试验方法的研究工作。

2 误把820μs冲击电流当雷电流标准波形

2 0世纪二三十年代SiCR问世以来,由于用820μs冲击电流对SiCR进行残压试验获得的残压波形,特别是波头部分,近似于1250μs1540μs冲击电压波形,为适应商业需要,便于比较不同的SiCR,当时规定用820μs冲击电流作为避雷器标称放电电流(In),后来被某些人误认为是雷电流标准波形,用于很多防雷保护方面,如雷击建筑物或构筑物的计算中,实际是一种误会。

但是,对无间隙氧化锌避雷器的残压,特别在波前部分,就不再与1250μs1540μs相似。对这种残压波形的绝缘配合亦存在问题,需另行研究。须强调指出的是,这种波形属特陡波前瞬态电压。量测这种特陡波前瞬态电压时,若量测配置不当,则会引起较大诺差。

不论从哪方面来讲,820μs都不是雷电流标准波形。①从波形上,每次闪电平均有23个冲击,*多记录到42个,冲击之间的间隔时间一般小于50 ms,大多数系列持续时间是几百μs。也就是说,820μs与实测雷电流波形毫无相似之处,更谈不上代表性或标准性;②从820μs波形对避雷器的能量等效上讲,现行的820μs 4×5In使无间隙氧化锌避雷器承受的能量很小,远小于为输配电防雷目的而采用的无间隙氧化锌避雷器受到的雷电流能量,主要是持续时间不够。前苏联和中国(GB7327-87)考核SiCA的能量承受能力都用1840μs波形。建议考核无间隙-氧化锌避雷器的能量能力用100200μs波形来替代820μs波形;③从波前陡度讲,820μs远小于实际的雷电流陡度,雷电流陡度对杆塔、避雷针、建筑物、构筑物等的塔头电位和无间隙氧化锌避雷器残压影响很大。我国电力行业标准计算塔头电位时用di/dt=50kA/μs或平均陡度32 kA/μs,对于电站避雷器,美标IEEE std1421991di/dt取值为10 kA/μs。这个问题早已被发现,因而增加了陡波冲击电流下的残压,陡波冲击电流波前时间为0911μs。对无间隙氧化锌避雷器而言,陡波冲击电流残压一般比820μs冲击电流残压高5%~15%,各厂家不一。

总之,由于历史的和商业的原因,为便于无间隙氧化锌避雷器产品的In等级划分和统一,现行标准仍用820μs表示In波形,但决不能认为820μs是雷电流的标准波形。

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