输电线路MOA避雷器

2024-08-31

输电线路MOA避雷器（共7篇）

输电线路MOA避雷器篇1

1 引言

近年来，为减少输电线路雷击过电压而造成断路器跳闸，高电压等级输电线路避雷器发挥了巨大的作用，得到了广泛的应用，M O A避雷器性能的好坏直接影响电力系统安全运行。因M O A避雷器长期在工频高电压的作用下，会逐渐老化，在运行中可能发生击穿损坏，保护特性下降，则将会产生极其严重的后果，为保障M O A避雷器安全运行，必须对输电线路M O A避雷器进行严格的监测。

目前，监测输电线路M O A避雷器方法采用电站型避雷器监测器实现在线监测，然而由于线路地处偏远，并且避雷器监测器均安装在杆塔高处，覌察避雷器参数或抄表要上杆塔、工作劳动强度大、且需申请停电，不利于输电线路的经济和安全运行。因此，必须采用一种“在线、实时、远传、智能、可靠”的监测方式。

输电线路MOA避雷器在线监测系统的电流检测采用单匝穿芯电流传感器，实现全隔离无残压的取样方式，先进的微处理器技术以及独有的瞬态参数测试技术进行线性化处理与计算，将测量结果通过G P R S/G S M进行数字无线传输：系统具有极高的可靠性和安全性及相对低廉的价格，使得本系统可以安装到每组输电线路M O A避雷器进行实时检测，实现集中监测，有效地提高输电线路MOA避雷器的巡视效率、减轻巡视人员的劳动强度。做到准确及时掌握运行设备的健康状况，使运行人员及时掌握并提前处理事故隐患，保障电力电网安全供电。

2 输电线路MOA避雷器在线监测系统硬件设计

2.1 阻性电流的测量

常用的监测氧化锌避雷器泄漏电流的方法有：总泄漏电流法、三次谐波法、补偿法、谐波分析法等。一般而言，氧化锌避雷器的绝缘性能下降原因之一是氧化锌阀片老化，使其非线性特性变差，其主要表现是在系统正常运行电压下阻性电流高次谐波分量显著增大，而阻性电流的基波分量相对增加较小。原因之二是受潮，其主要表现是在正常运行电压下阻性电流基波分量显著增大，而阻性电流高次谐波分量增加相对较小。因此，对阻性电流各次谐波的测量可以较为准确地判别氧化锌避雷器性能下降的原因。

在阻性电流各次谐波分量中，阻性电流三次谐波所占比例量大，而且阻性电流三次谐波与阻性电流峰值之间具有确定的函数关系。本系统采用测量阻性电流三次谐波的方法来断定输电线路M O A避雷器的好坏。

这种测量方法的显著优点是无需电压参考信号，测量方法简单，极大地方便了输电线路M O A避雷器在线监测系统的安装。

2.2 输电线路MOA避雷器在线监测系统的电源采用太阳能加锂电池的供电系统

输电线路MOA避雷器在线监测系统的电源采用太阳能组件来供给，这样做有以下优点： (1) 保障主设备的安全。通常一条线路需要安装许多组输电线路MOA避雷器，它们之间有较长的距离，直接集中供电相当不方便，而且有安全隐患。为确保安全，我们的每一个检测单元之间不允许有电的直接联系，而采用太阳能组件供电是最好的选择; (2) 太阳能组件所提供的电能是可再生的清洁能源，符合节能环保的要求。

3 本地系统主要功能

本地系统主要包括电流传感器和采集箱两部分，采集箱由数据采集器、太阳能供电装置和GPRS/GSM无线数传模块组成。太阳能供电装置负责提供本地系统的工作电源，太阳能的配置根据现场气候情况选配。电流传感器实时检测输电线路M O A避雷器的泄漏电流及动作次数，并将测量的数据传送至数据采集器。数据采集器有三种工作状态，第一种是接收后台系统发送的采集指令后，数据采集器将三相的泄漏阻性电流值和累计动作次数通过GPRS/GSM网络传送至后台;第二种是当有雷击过电压时，数据采集器通过G P R S/G S M网络主动将泄漏电流和累计动作次数传送至后台系统;第三种是平时工作状态，根据控制中心设置的每天发送次数，自动的向控制中心发送最新检测数据。

4 后台系统主要功能

后台管理系统主要包括后台中心软件、智能短信收发模块两个部分。后台中心软件安装在监控中心服务器上，可手动和自动(可设置每天巡检次数)巡检各本地系统的监测数据，并通过智能短信收发模块将泄漏电流、累计动作次数以短信的方式发送至工作人员手机上。

本系统软件基于Windows平台，系统后台应用软件分为监测分析和数据管理两个部分，其中系统监测和分析部分采用面向对象编程技术进行设计，软件结构简单、界面友好。

实时接收各本地系统数据，显示各组输电线路M O A避雷器状态，用户可设置本地系统每天发送数据的次数，放电计数清零，也可手动巡检本地系统数据;

具有历史数据(正常运行数据和报警数据)记录功能，并可导出生成excel文档，进行编辑、打印;查看实时曲线，查看历史曲线。

可通过SMS模块以短信的方式将泄漏电流、累计放电次数发送至工作人员手机上。

5 结语

输电线路MOA避雷器在线监测系统利用先进的传感器技术和微电子技术，对运行中的输电线路MOA避雷器进行监测，获取反映输电线路MOA避雷器运行状态的各种参数，并进行分析处理，很好地反映输电线路M O A避雷器的性能指标变化情况，对输电线路MOA避雷器的运行状况作出预测，必要时提供报警和故障诊断。本系统成本低, 体积小, 智能化程度高, 抗干扰能力强。它对运行中的输电线路M O A避雷器在线实时监测具有积极意义, 有广泛的应用价值。

输电线路MOA避雷器篇2

1 000kV特高压(UHV)输电线路因传输容量大、输电距离远、电容效应显著而有很大的空载线路工频过电压;除此之外,合闸(包括单相重合闸)、分闸线路时的操作过电压也会引发很大的过电压。如果不采取相应措施,过电压必将影响线路的安全运行。近年来,随着MOA制造水平的提高,其限制内部过电压的能力也在不断提高,MOA成为目前国际上限制过电压的主要手段之一[1,2,3]。

1 过电压理论分析

1.1 工频过电压产生机理

随着输电线路电压等级的提高,输送距离的增长,需考虑长线路的电容效应。线路空载时特高压输电线路等值电路图如图1所示。

线路首末端的电压表达式为:

式中,γ为输电线路的传播系数;x为线路长度;β为衰减系数;α为相位移系数;ZC为输电线路波阻抗。

考虑电源电抗后,根据式(1)、式(2)可得线路末端电压与电源电动势的关系:

由式(5)可知,线路越长,系统等值阻抗Xs/ZC越大,线路末端的电压就越高。

1.2 合闸过电压产生机理

操作过电压是操作或事故引起系统电流电压突然变化,从而造成电感电容元件上的磁场、电场能量的重新分配,电路由暂态向稳态的过渡过程中引发电磁震荡而产生的。操作过电压属于瞬态冲击过电压,是决定特高压输电系统绝缘水平的最重要依据。

特高压输电线路的合闸过程是三相同期合闸,为便于分析,下面只进行单相分析。相据长线路的分布参数特性,过电压由工频稳态分量和无限个迅速衰减的高频谐波分量叠加组成。图2为空载线路的单相合闸等值电路图。

设t=0时,e(t)=Emcos(ωt+θ),利用拉普拉斯变换得到的合闸后线路首端电压运算形式为:

式中,E(s)为电源电压的运算形式;Ls为电源内电感的运算形式电抗;Zrk(s)为空载长线路首端的入口阻抗。

线路末端电压的运算形式为:

式中,k12(s)是线路首端到末端的传递函数,对于空载长线路,。将式(6)带入式(8),线路末端电压的运算形式为:

利用分解定理,求出式(9)的原函数,可得到合闸后电路末端的电压表达式为:

由式(10)可知,过渡过程中线路上电压由稳态分量Acosωt和自由分量组成。其中,不同谐波的振幅Ai随着ωi的增加而减少。当合闸相位角θ=±90°,即e(0)=±Em时,过电压倍数达到最大,可能超过2。

2 高性能MOA特性分析

金属氧化物避雷器[4]最核心的部件是金属氧化物电阻片。正常运行情况下,电阻片呈高阻态,而一旦晶界层导通,电阻片通过氧化锌晶粒呈低阻态,因此金属氧化物电阻片表现出良好的非线性伏安特性。因金属氯化物避雷器漏电电流小,陡波响应特性好,通流容量大,吸收过电压能量的能力强,故可有效保护线路上的各类设备。金属氧化物电阻片电气回路如图3所示。

图3中,R0是金属氧化物晶粒的固有电阻;C和R分别是氧化锌晶粒表面势垒和晶层共同作用形成的等效电容和电阻。C会随温度和电压等因素变化,R则表现出强烈的压敏性。文献[5]提出对压敏电阻进行研制不仅要提高ZnO阀片电压梯度,还要尽可能提高ZnO阀片的能量吸收密度。文献[6]介绍了MOA的冲击等效电路模型,描绘了ZnO非线性电阻的动态伏安特性。

MOA的典型伏安特性如图4所示,高性能MOA额定电压为828kV[7,8],持续运行电压约为638kV,标称放电电流为20kA,在30/60μs、2kV下的操作冲击下残压不高于1 460kV。

3 ATP-EMTP实例试验仿真分析

某600km的1 000kV特高压试验示范输电线路的仿真模型如图5所示,潮流从n流向n,采用ATP-EMTP程序进行仿真分析。

3.1 工频过电压仿真分析

利用ATP-EMTP建立1 000kV特高压仿真线路模型,以验证MOA对工频电压的限制作用。

模型参数设置:双端电源摆开角度为30°,两端断路器并联上合闸电阻(600Ω);装设的合闸电阻接入时间为8～12ms,这里设为10ms。仿真时断路器随机合闸200次,得到出现2%概率的最大过电压的统计值。合闸电阻接入时间取0.1s,断路器合闸时间取0.2s,特高压线路对地电容用一个电容元件在0.32s时接入表示,整个仿真时间取0.5s。

建立的特高压输电线路仿真模型分为未装设MOA和首末两端以及中间装设MOA,经实验仿真得出A相首末两端电压波形,如图6、图7所示。

由图6和图7可得线路A相首末两端的工频过电压,见表1。

综上可知,未装设MOA时,线路过电压严重,过电压倍数较高,波形极不稳定,且波动较大;在线路首末两端以及中间装设MOA后,工频过电压的倍数降低,电压波形趋于平缓,几乎没有波动。

3.2 合闸过电压仿真分析

特高压线路的操作过电压是决定特高压输电系统绝缘水平的重要依据。相当一部分限制操作过电压的措施是建立在限制工频过电压基础上的。为了研究特高压线路的合闸操作过电压,建立了仿真模型,仿真过程分为装设和未装设MOA。

线路长为600km,输电线路两端装设高压并联电抗器,MOA分别装设在首末两端及线路中间。首端断路器利用合闸电阻进行合闸,合闸电阻在0.2s投入,三相断路器于0.3s时刻进行同期合闸,线路A相首末两端过电压波形如图8、图9所示。

由图8、图9可得线路A相首末两端的合闸操作过电压,见表2。

综上所述,未装设MOA时,合闸后的电压波形并不稳定,波动较大;在线路首末两端以及中间装设MOA后,合闸过电压倍数减少,电压波形趋于平缓,几乎没有波动。

3.3 多组MOA对沿线电压的影响

基于合闸操作过电压的仿真模型,在沿线1/4、中间、3/4、末端装设MOA,分析沿线过电压。沿线装设多组MOA后,线路A相电压波形如图10所示。

由图10可知,在0.309 6s时刻A相出现1.258p.u.的最大过电压,沿线过电压大大降低,说明沿线装设多组MOA能很好地限制沿线过电压。

4 结束语

高性能MOA在限制特高压输电线路的内部过电压上有显著的效果。断路器合闸电阻配合MOA限制合闸过电压,可使过电压水平降至1.5p.u.以下。在特高压输电线路首末两端以及中间位置装设MOA后,线路沿线过电压明显降低,且随着MOA装设数量的增加,线路操作过电压会越来越低,合闸后的电压波形趋于平缓,波动很小,电压稳定性显著提高。

参考文献

[1]刘振亚.特高压电网[M].北京:中国经济出版社,2005

[2]陈水明,许伟,何金良,等.沿线多组避雷器深度限制特高压操作过电压[J].高电压技术,2006,32(12):11-16

[3]陈思浩.多级合闸电阻限制1 000kV输电线路操作过电压的研究[J].电网技术,2006,30(20):10-13

[4]刘振亚.特高压交流电气设备[M].北京:中国电力出版社, 2008

[5]胡军,何金良等.特高压避雷器用ZnO压敏电阻电压梯度限值的探讨[J].高压电器,2009,45(1):1-4

[6]合金良,屠幼萍.氧化锌非线性电阻的等效计算模型[J].高压电气,1998(6):50-54

[7]刘振亚.特高压交流输电系统过电压与绝缘配合[M].北京:中国电力出版社,2008

输电线路MOA避雷器篇3

1 输电线路避雷器防雷基本原理分析

线路避雷器是输电线路有效的防雷措施, 它在输电线路防雷中的应用实现, 不仅具有降低输电线路杆塔接地电阻, 提高输电线路绝缘水平等输电线路防雷措施的积极防雷作用特征, 而且对于特殊环境条件下输电线路的防雷安全保护实现, 也有着积极的作用和意义, 在国内外输电线路安装与防雷设计中的应用十分广泛和普遍。

1.1 雷电在输电线路的作用影响分析

通常在输电线路供电运行过程中, 雷电作用袭击输电杆塔时, 一部分雷电电流会通过避雷线流入到相邻的输电杆塔中, 而另一部分雷电电流则会经过输电线路杆塔流入到地面中, 这时输电杆塔的接地电阻会呈现一个暂态电阻的特征, 对于输电杆塔中的这种暂态电阻特征的接地电阻, 多是使用冲击接地电阻来进行暂态电阻特征的表示实现。其中, 在雷电电流袭击输电杆塔过程中, 输电杆塔的塔顶电位会迅速的提升, 对这种迅速提升的电位值, 可以通过下列公式 (1) 进行计算表示。

在上述计算公式中, I表示的是雷电电流值, Rd表示的是输电杆塔的冲击接地电阻值, 而Ldi以及dt均表示的是雷击输电杆塔的暂态分量情况。

在雷电作用的袭击下, 如果输电线路中输电杆塔的塔顶电位值和输电线路导线上的感应电位值的差值超过输电线路中绝缘子串的50%放电电压值时, 雷电作用就会对于输电线路的安全稳定供电造成一定的影响, 容易发生从输电杆塔的塔顶到输电线路导线部分的闪络问题, 如果对雷电造成的输电杆塔塔顶与导线之间的闪络问题分析中, 考虑输电线路中工频电压幅值的影响作用时, 造成输电线路杆塔塔顶与导线之间闪络发生的情况, 则为输电杆塔塔顶电位值和导线上的感应电位值差值, 在与输电线路工频电压幅值之和大于输电线路中绝缘子串50%的放电电压值时, 就会发生输电杆塔塔顶与导线之间的闪络。

1.2 线路避雷器的避雷作用原理分析

根据这一情况原理, 在进行输电线路防雷设计中, 输电线路的防雷水平主要是和输电线路绝缘子串的50%放电电压以及雷电电流强度、输电杆塔的塔体冲击接地电阻三个因素有关。而通常情况下, 在输电线路中绝缘子串的50%放电电压值是一般一定的, 雷电电流的作用强度一般是一种自条件与因素, 不能进行控制, 因此, 在不安装避雷器的情况下, 提高输电线路的防雷水平, 多是通过降低塔体接地电阻实现的, 但是这种防雷措施在山区输电线路的防雷设计中很难实现。

在输电线路防雷中进行避雷器的设计应用, 避雷器主要是在输电线路受到雷电袭击时, 对于雷电电流的分流作用和情况进行改变。也就是雷电袭击输电线路过程中, 雷电电流的两个分流变化中, 如果雷电电流值超过一定的标准后, 避雷器就会干预雷电的分流动作。也就是说雷电电流在经过输电线路中的避雷线与导线部位时, 在导线之间的电磁感应作用下, 雷电电流会分别与导线和避雷线产生耦合分量, 而在避雷器的较大分流作用下, 会提高导线的电位值, 从而对于绝缘子串的闪络电压进行避免和控制, 对于输电线路起到较好的限电保护作用。如下图1所示, 为避雷器动作作用下, 输电杆塔塔顶电位值与导线电位值的变化曲线图。

此外, 在对于山区环境下输电线路的防雷保护, 避雷器也有相对较好的避雷保护效果, 这主要与线路避雷器的钳电位作用特征有很大关联, 线路避雷器安装应用中, 对于接地电阻的要求不是很严格, 因此在山区环境下容易实现对于输电线路的防雷保护。

2 输电线路防雷中线路避雷器的应用分析

2.1 输电线路防雷环境条件分析

以某电网输电线路防雷中线路避雷器的应用情况为例, 该电网输电线路的安装架设主要位于山区环境条件下, 不仅地形比较复杂, 并且根据近几年的雷电情况统计, 雷电作用与活动不仅频繁, 并且呈现逐年加强和增加趋势, 并且雷电活动的强烈期也呈现逐年提前的变化趋势。根据对于该地区雷电作用与活动情况的统计分析, 发现在土壤电阻率比较小并且突变、利于电荷积聚处, 以及雷云形成与项羽有利区域、雷云与地面之间具有良好放电通道的地区雷电作用比较频繁并且容易遭受雷击破坏。

结合该电网输电线路安装架设区域的雷电活动与作用特点, 再加上该电网输电线路的安装架设线路比较长, 地处山区、雷击作用与活动比较频繁等情况, 在进行该电网输电线路的安装架设防雷设计中, 专门采用线路避雷器进行输电线路的防雷保护。

2.2 线路避雷器在输电线路防雷中的安装应用

如图2所示, 为上述电网输电线路中某塔点线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用示意图。在进行该电网输电线路防雷中线路避雷器的安装应用中, 考虑到线路型合成绝缘氧化锌避雷器的线路耐雷水平高, 以及残压低、有利于提高限压装置性能和通流容量大、过电压吸收能力强等优势, 特在土壤电阻率比较高以及雷电活动比较强烈的区域, 进行输电线路的防雷安装使用。

在上述电网输电线路供电运行过程中, 一旦雷电作用袭击输电线路杆塔时。雷电电流一部分会经过避雷线流入到相邻的输电杆塔中, 另一部分雷电电流则会经过输电杆塔进入地面, 这时输电杆塔的接地电阻呈现暂态电阻特征, 并且在输电杆塔的接地导线中附加有感应电流, 输电杆塔的塔顶电位值迅速升高。根据雷电作用中输电线路的防雷保护基本原理, 雷电作用下输电杆塔与导线之间的闪络电压, 是造成雷电事故的重要因素, 而一旦在输电线路中安装合成绝缘氧化锌避雷器后, 由于避雷器的雷电分流干预作用, 使得雷电袭击下输电线路中不会再发生闪络, 就会相应的提高输电线路的防雷安全性。以上图为例, 在电网输电线路中上图所示输电线路杆塔中, 中间的杆塔进行了线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用, 那么在雷电作用下, 雷电电流就会一部分流入到与中间杆塔相邻的两座输电杆塔中, 一部分流入地面, 并且如果雷电电流值超过一定范围, 避雷器就会进行雷电分流干预动作, 从而避免输电线路闪络发生, 保护输电线路在雷电袭击下的线路运行安全。需要注意的是, 进行上述电网输电线路在进行线路避雷器安装应用中, 因为考虑线路避雷器的不万全防雷性能, 再加上线路避雷器在输电线路防雷中应用的较高成本费用情况, 在对输电线路安装实现的安全以及经济效益综合考虑下, 为保证输电线路的防雷安全与效益, 在输电线路防雷中进行线路避雷器的安装应用实现情况下, 还通过以下防雷方法与措施, 进行输电线路防雷安全与效益的保障。首先, 进行输电线路防雷保护设置中, 还通过提高输电线路的绝缘水平以及降低雷电作用对于输电线路的冲击电阻、不平衡绝缘法等, 进行输电线路杆塔接地电阻值的提高, 以提高输电线路的防雷水平。其次, 进行输电线路防雷设置中, 考虑到线路防雷器的较高成本费用情况问题, 还使用了成本费用相对较低, 并且安装维护简单的负角保护装置进行输电线路的防雷保护实现, 以进行输电线路防雷安全水平与效益的保障实现。

结语

线路避雷器在输电线路防雷中的安装应用, 具有积极的输电线路防雷保护功能作用。进行输电线路防雷中线路防雷器应用分析, 有利于提高输电线路的防雷保护水平, 促进线路防雷器的推广应用。

摘要：避雷器是输电线路防雷设计中最为有效防雷措施, 具有较为广泛的设计应用。本文主要结合输电线路防雷中避雷器的避雷原理, 通过输电线路防雷设计实例, 对于输电线路防雷中线路避雷器的应用进行分析和论述。

关键词：输电线路,避雷设计,避雷器,基本原理,应用,分析

参考文献

[1]李振, 余占清, 何金良, 彭向阳, 李志峰.线路避雷器改善同塔多回线路防雷性能的分析[J].高电压技术, 2011 (12) .

[2]吴桂芳, 陈巧勇, 蓝磊, 文习山.110kV线路避雷器在输电线路防雷中的应用研究[J].电瓷避雷器, 2002 (02) .

输电线路MOA避雷器篇4

我国地域辽阔, 雷电活动也较为频繁, 雷击引起线路绝缘子串闪络及雷电波入侵变电站所造成的停电事故, 在我国南方各省已占输电线路闪络事故的60%, 特别是110 k V线路, 平原地区雷击率为0.1～0.5次/100 km·年, 山区可达1～4次/100 km·年, 雷害已成为危及电力系统安全可靠运行的重大隐患[1]。多年运行实践表明, 常规防雷保护措施如架设避雷线、降低杆塔接地电阻、加装耦合地线、提高线路绝缘水平等在一些高土壤电阻率的线路杆塔、线路易击区防雷及绕击雷对线路造成影响等问题上, 仍具有局限性。为提高电力系统供电可靠性, 减少高压输电线路的非计划停运次数, 必须采取有效措施来消除雷电灾害对高压输电线路造成的威胁。目前, 线路避雷器 (MOA) 以其良好的防雷效果在高压输电线路中得到了广泛应用。

1 线路避雷器的防雷原理和基本要求

1.1 线路避雷器的防雷原理

雷击线路杆塔或避雷线时, 一部分雷电流通过杆塔和杆塔接地电阻使塔顶对地电位大幅升高, 另一部分雷电流通过避雷线流到相邻杆塔。当导线上电位与塔顶电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时, 将发生由塔顶至导线的闪络。而加装了线路避雷器的高压输电线路在遭受雷击时, 当雷电流超过一定值后, 避雷器将动作加入分流, 此时大部分的雷电流将从避雷器流入导线, 再传播到相邻杆塔。由于导线间的电磁感应作用, 雷电流在流经导线和避雷线时, 将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。由于避雷线分流的雷电流要远远小于避雷器的分流, 上述耦合分量就将导线电位拉高, 使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压, 绝缘子不会发生闪络。雷电流过后, 流过避雷器的工频续流仅为毫安级, 流过避雷器的工频续流在第一次过零时熄灭, 线路断路器不会跳闸, 系统恢复到正常状态[2]。因此, 高压输电线路在加装线路避雷器之后, 可以利用其电阻的非线性特性来对绝缘子串进行保护, 在提高线路防雷水平的基础上进而降低雷击跳闸率, 这也是线路避雷器防雷的显著特点。

1.2 线路避雷器的基本要求

首先, 线路避雷器要满足国家关于避雷器方面的行业标准和规范;其次, 由于线路避雷器是运用于输电线路的防雷, 因此还需要满足线路防雷的特殊要求。

(1) 线路避雷器是安装在线路杆塔上的, 因此应将其设计得体积小、结构紧凑、重量轻。 (2) 由于高压输电线路的杆塔多种多样, 因此线路避雷器的安装方式需要进行特殊设计, 以满足不同地区、不同杆塔形式的安装要求。此外, 其结构还要尽量简单, 便于安装和维护。 (3) 线路避雷器一般安装于易击区和偏远山区的输电线路上, 不便于维护和更换。因此, 在线路避雷器的设计与制造工艺上就必须充分考虑其机械性能、防爆性能和密封性能, 确保线路避雷器的可靠性。特别线路避雷器还应做到在发生故障时, 不会影响到电力系统的正常运行, 达到“免维护”的使用要求。 (4) 在安装线路避雷器过程中, 除了从杆塔的实际情况出发, 合理配置线路避雷器外, 还要求线路避雷器的保护距离尽可能增大, 争取以安装最少的线路避雷器来获取最大的防雷效果, 降低高压输电线路使用线路避雷器的成本[3]。

2 线路避雷器的选型

线路避雷器从结构上, 可分为无间隙线路避雷器和带串联间隙线路避雷器2大类。

2.1 无间隙线路避雷器

无间隙线路避雷器的电气性能与变电站无间隙避雷器基本相同, 避雷器与高压导线直接连接, 结构形式适应了输电线路的安装要求。具有响应时间短、性能稳定、便于安装等优点。但由于其与导线直接连接, 又是长期带电运行, 一旦发生故障, 将直接对高压输电线路的正常供电造成影响, 因此目前已经应用得较少[3]。

2.2 带串联间隙线路避雷器

带串联间隙线路避雷器又可分为外串间隙和内串间隙线路避雷器2种类型。

(1) 外串间隙线路避雷器在结构上分外串间隙和避雷器本体2部分。在正常运行情况下, 避雷器本体基本不承担电压, 电阻片不存在老化问题, 只要间隙绝缘完好, 即使避雷器本体受到损伤, 也不会对输电线路的正常供电造成影响。1) 外串绝缘间隙线路避雷器通常在避雷器本体下部用1根合成绝缘子固定2只金属环做放电间隙, 它的保护特性跟线路操作过电压无关, 只取决于外串间隙的冲击放电电压大小。其优点是安装时间隙不需作调整, 比较方便。2) 外串空气间隙线路避雷器是一种比较成熟的设计, 其可以通过改变所串的空气间隙的结构形式和形状来大大降低间隙在正负不同极性冲击放电电压的差值和放电分散性。 (2) 内串间隙线路避雷器采用带并联电阻的单个长间隙, 这种间隙经过多年的实践检验, 性能是稳定的。其间隙放电不受外界环境条件的影响, 能够稳定放电, 阀片承担电压只有无间隙线路避雷器的一半, 能对幅值较高的操作过电压进行限制。同时, 避雷器的整体工频耐受电压及冲击放电、残压等保护特性比无间隙和外串间隙线路避雷器都要好[3]。

选择线路避雷器应在充分考虑其保护性能满足要求的前提下, 再考虑其经济、维护性能。由于线路避雷器主要不是限制操作过电压, 而是用于降低送电线路的雷击跳闸率。因此, 在选择线路避雷器时, 应优先采用外串间隙线路避雷器, 而在一些安装条件比较苛刻的杆塔采用外串绝缘间隙线路避雷器, 这样可以大大减少线路避雷器的维护工作量。

3 线路避雷器应用应注意的问题

3.1 安装地点的选择

高压输电线路大多在野外架设, 地理环境复杂, 而线路遭受雷击往往都集中于线路的某些地段, 如雷暴走廊、土壤电阻率有突变的地带、地下有导电性矿的地面和地下水位较高处等, 这些地段称为易击区。防止雷害的根本措施就是一方面使线路尽量避开易击区;另一方面则对易击区线段加强防雷保护。由于线路避雷器造价较为昂贵, 若在高压输电线路全线架设, 投资会很巨大。因此应该有选择性地在易击区和易击点加装线路避雷器来实现更加经济性的防雷保护[4]。另外, 线路避雷器的安装还与雷击的形式密切相关。

3.2 雷击形式对防护的影响

(1) 若雷击形式是反击, 仅在一相线路加装线路避雷器对跳闸率降低不明显, 这是由于工频电压的存在, 上中下三相导线反击闪络的可能性几乎相同, 哪一相易闪络和雷击时导线上工频电压的瞬时值有关, 因此最好三相均安装线路避雷器。 (2) 若雷击形式是绕击, 只需在雷电绕击相的导线上安装线路避雷器即可。因为绕击情况下只在杆塔的某一相安装线路避雷器对其余相绕击耐雷水平的影响不大, 但若不能确认绕击相别时, 则需要采用在全相都安装线路避雷器的保守做法。

高压输电线路电压等级越高, 线路绕击闪络占线路雷击闪络的比例就越大, 由于线路绝缘的增强, 反击越不易发生。例如对于6相导线鼓型排列 (即上下两导线横担比中间导线横担短) 的同塔双回杆塔, 绕击将发生在中相, 此时应在中相安装线路避雷器, 这是由于避雷线对中相导线的保护角大于对上相导线的保护角;在易击区且易遭雷击的输电线路杆塔, 最好在两侧相邻杆塔上同时安装线路避雷器;对于同塔双回鼓形排列线路, 若其中一回3相均安装线路避雷器, 则另一回线路的反击跳闸率也会降低10%～30%;对于水平排列的4回线路, 外侧两回线路易绕击和反击, 应优先考虑安装在外侧;垂直排列的同塔4回线路, 应优先考虑上两回易反击的线路;对于110/220 k V异电压等级同塔4回线路, 110 k V线路易发生反击闪络, 应优先考虑在110 k V线路上安装线路避雷器。在安装时要尽量减少避雷器受力, 并注意保持足够的安全距离。线路避雷器应顺杆塔单独敷设接地线, 其截面不得小于25 mm2, 尽量减小接地电阻对其造成影响[5]。

3.3 线路避雷器和绝缘子串的雷电冲击绝缘配合

线路避雷器安装过程中一定要注意和线路绝缘子串的绝缘配合问题。应该做到两者的雷电冲击放电的伏—秒特性曲线不出现交叉和线路绝缘子串的50%雷电冲击放电电压大于线路避雷器整体的50%雷电冲击放电电压这2项要求。线路避雷器的50%雷电冲击放电电压约等于串联外间隙的50%雷电冲击放电电压与氧化锌阀片本体的直流1 m A电压之和。线路避雷器 (包括氧化锌阀片本体和串联外间隙) 的50%雷电冲击放电电压比空气外间隙的数值高, 这是由于氧化锌非线性电阻的影响造成的。此外, 在确定线路避雷器和绝缘子串的雷电冲击绝缘配合时, 间隙的U50%雷电冲击放电电压应是线路避雷器的U50%雷电冲击放电电压的1.2倍, 这是考虑到线路避雷器所串联空气间隙以及线路绝缘子串雷电冲击放电特性的分散性所得到的结果。

4 结语

(1) 为了避免高压输电线路雷击跳闸事故, 提高电力系统供电可靠性, 加装线路避雷器是一种行之有效的手段。 (2) 目前常用的线路避雷器主要分为无间隙和带间隙线路避雷器2种。其中, 带间隙线路避雷器本体基本不承担电压, 电阻片不存在老化问题, 只要间隙绝缘完好, 即使避雷器本体受到损伤, 也不会对输电线路的正常供电造成影响, 因此得到了更为广泛的应用。 (3) 在线路避雷器安装过程中, 首先应注意安装地点的选择, 以实现更加经济的防雷保护;其次要针对不同的雷击形式和输电线路架设方式来有差异地配置线路避雷器, 以达到最佳防雷效果;最后, 还应特别注意线路避雷器和绝缘子串的雷电冲击绝缘配合问题。

摘要：简要介绍了线路避雷器的防雷原理和基本要求, 分析了线路避雷器的选型原则, 并就线路避雷器应用中需注意的问题进行了探讨。

关键词：线路避雷器,雷击,高压,输电线路,防雷

参考文献

[1]李汉明, 陈维江, 张翠霞, 等.多雷地区110和220kV敞开式变电站的雷电入侵波保护[J].电网技术, 2002, 26 (8) :39～43

[2]吴桂芳, 陈巧勇, 蓝磊, 等.110kV线路避雷器在输电线路防雷中的应用研究[J].电瓷避雷器, 2002 (2) :40～43

[3]弥璞.目前线路避雷器存在问题的分析和一种新型线路避雷器的研究[J].电瓷避雷器, 2004 (4) :21～24

[4]张记权.浅谈线路避雷器在输电线路防雷中的应用效果[J].湖北电力, 2010, 34 (3) :35～36

输电线路MOA避雷器篇5

输电线路是电网的基础, 担负着电力输送的重要任务。通常来说, 在电力输送过程当中, 将会遭遇一系列很难克服的自然环境问题, 尤其是恶劣环境的影响, 将会给输电线路造成很严重的损害。雷电损坏时输电线路的主要破坏类型, 为了防止输电线路遭受雷电的破坏, 我们一定要开展避雷器的安装与应用, 因此来保证输电线路的安全、可靠运行。

2 线路避雷器概述与原理分析

2.1 概述

在220k V输电线路上安装线路避雷器的目的是在瞬态雷电冲击之下, 减少绝缘子闪络的危险。在某些情况下, 还能够对线路绝缘子以外的其他电器设备产生一定的保护作用。经过长时间的研究证明, 在220k V输电线路当中装设线路避雷器, 产生了良好的成效, 雷击跳闸与事故率能够得到明显的降低, 线路维护的工作量也能够大大降低。

线路避雷器的工作原理如下:当杆塔受到雷击作用后, 杆塔与避雷线等将会向大地与相邻的杆塔疏导该雷电流, 而闪络现象的产生重点取决于杆塔顶端的电位以及导线电位之间的差值, 假如比绝缘子串一半的放电电压还高, 就会出现闪络。重点有四个方面的原因会影响到220k V输电线路的抗雷击能力:绝缘子的放电电压、雷电流强度、接地电阻以及架空避雷线, 其中架空避雷器与接地电阻是可以控制的, 为了使得输电线路具备更强的抗雷击能力, 通常采取降低接地电阻或者安装线路避雷器的方法。

2.2 线路避雷器的避雷作用原理分析

在输电线路的防雷设计中, 线路避雷器主要根据输电线路绝缘子串50%的放电电压、雷电电流强度、输电杆塔塔体冲击接地电阻确定。在一般情况下, 50%的放电电压值是恒定的, 而雷电电流强度不是人为可干预的, 所以, 通过降低塔体接地电阻来实现防雷效果是很困难的。但随着线路避雷器的发展, 其能改变雷电电流的分流情况, 从而实现对雷电灾害的规避, 即当输电线路遭遇雷电袭击时, 在导线与避雷线的位置通过电磁感应作用, 避雷器会进行分流、分压, 将一部分电流、电压分解到杆塔之上, 以此确保输电线路不被雷电损伤。避雷器在工作过程中, 首次过零的时候, 就熄灭, 确保了输电线路的正常运作。通常情况下, 当雷电击到输电线路之后, 会产生巨大的瞬时电流和电压, 只有当线路两端的电流、电压与避雷器设定电流、电压相同时, 避雷器便会产生作用, 进入工作流程, 进行电流的分流和电压的分压。通过分流、分压来降低输电线路的负荷, 避免绝缘子闪络情况的出现。

3 线路避雷器的结构类型

随着线路避雷器在输电线路防雷中的应用不断增多, 线路避雷器的种类也在不断增多。按照结构对线路避雷器进行分类, 主要分为无间隙线路避雷器和外串间隙线路避雷器。外串间隙线路避雷器又可详细划分为绝缘支撑件和纯空气间隙两种类型, 其在输电线路防雷中都有着广泛应用, 防雷效果十分明显。

按照线路避雷器外套材料划分, 主要类型有瓷外套、合成外套两种;按照线路避雷器的电压等级划分, 配电线路避雷器和输电线路避雷器是其主要的结构类型;按照功能对线路避雷器进行划分, 可分为主要限制操作避雷器、雷击过电压避雷器、兼有限制避雷器三种。在众多不同类型的线路避雷器中, 外串间隙线路避雷器不断改进着防雷工艺, 得到了广泛应用。在实际使用过程中, 这种类型的避雷器与其他线路避雷器相比, 能承受更高的电压, 对线路的保护效果也相对较好。在外串间隙线路避雷器的分类中, 纯空气间隙避雷器和绝缘支撑件间隙避雷线各有所长, 前者结构简单, 具有较高的稳定性, 但安装难度较大, 对安装校准工作有着较高的要求, 对安装质量的要求也较高;后者的优势在于安装工艺简单。

4 防雷技术的现状分析

现阶段, 我国相关科研单位和研究学者, 在对电网架构, 特别是输电线路研究和分析的过程中, 将重点放在避雷方面。一般而言, 避雷器的安装, 能够对输电线路起到保护作用, 一旦面临打雷天气, 威胁到线路安全, 避雷器会自动引流, 以此确保输电线路不受雷电的破坏。笔者通过对输电线路避雷器的详细研究, 发现避雷器主要有四个方面的功能: (1) 避雷器具备一定的屏蔽功能, 避免雷电直接损害到输电线; (2) 避雷器具备祸合功能, 能够从一定程度上降低瞬时电压; (3) 避雷器具备分流功能, 能够对线路中的电流进行分流; (4) 避雷器具备降低电阻的功能, 当遇到雷雨天气的时候, 避雷器能够通过降低电阻来进行跳闸操作。通常情况下, 为了让避雷器发挥更大的作用, 人们尽可能进行电阻的降低, 以此来获取更大的灵敏度。

5 线路避雷器在220k V输电线路中的应用

5.1 线路避雷器的选择

安装线路避雷器的主要目的是减少输电线路的雷电灾害和维护电力系统的稳定运行。因此, 在选择避雷器的过程中, 应根据输电线路的实际需求确定类型, 确保所选择的避雷器能在防雷电的过程中发挥最佳效果;在选择线路避雷器的过程中, 要对系统正常运行的标准电压、暂态过电压、雷击密度和绝缘子闪络等因素进行综合考虑, 从而保证线路避雷器的有效性;为了保证线路避雷器能发挥最佳的防雷效果, 应对杆塔接地的质量、有效故障电流和闪络比例等进行综合考虑。此外, 在各项参数都正常的前提下, 还应对线路避雷器的电能吸收能力进行考虑。

5.2 线路避雷器的安装

在线路避雷器的安装过程中, 安装位置的选择对线路防雷效果有着重要的影响。为了保证线路的防雷效果, 在安装过程中, 应根据输电线路的实际要求来确定安装位置, 每个杆塔都应该安装合适的线路避雷器。在特殊情况下, 每相输线路也应该安装线路避雷器。但在安装过程中, 不能盲目追求防雷效果, 进而不断增加线路避雷器的数量, 而是要兼顾经济性与实效性, 在保证不增加工程成本的前提下实现最佳的防雷效果。在安装过程中, 线路避雷器的安装数量不能随意确定, 应尽量选择一相。对于接地电阻较大的线路, 可以适当增加相数, 选择二相或三相, 从而保证输电线路的抗雷电能力不断提高。

在线路避雷器的安装施工中, 具体操作包括三步: (1) 将避雷器通过线路或绝缘子悬挂在输电线路杆塔上后, 开始安装施工。安装方式的选择要根据线路避雷器的质量确定, 保证避雷器牢固、稳定地发挥作用。 (2) 在线路避雷器的安装过程中, 串联间隙距离的计算是关键。如果在输电线路上安装纯空气间隙线路避雷器, 其间隙距离要远远小于绝缘支撑件间隙线路避雷器。 (3) 在线路避雷器的安装过程中, 要对避雷器和绝缘子的距离进行合理控制, 避免二者产生横向放电, 影响输电线路的正常运行。

5.3 避雷器设计的要点分析

笔者在对输电线路避雷器设计之前, 对几种常见的雷击现象进行了详细分析, 通过研究和探析, 提出了八种设计方案: (1) 进行了防雷区域和范围的准确设计, 以38m作为一个临界点, 38m以内的所有自然生态、建筑物均作为防雷、避雷的重点对象; (2) 避雷线的设置要双重保障, 并且要侧重边相导线一边, 以此来缩小其绕击区域面积; (3) 进行接地电阻的充分降低, 满足避雷线的接地需求; (4) 尽可能确保避雷线结实、有效, 以此来提升避雷效果; (5) 在杆塔最上方进行避雷器的设置, 通过避雷针来引导雷电所产生的巨大电流、电压, 对输电线路起到保护作用; (6) 在边相导线38m之内进行避雷器的设置, 避雷针的设置有利于雷电强大电流、电压的缓冲, 特别是对38m范围之内的建筑物、电力设备等起到保护作用, 防止雷电的伤害; (7) 在边相导线与避雷设备垂直方向, 进行安全距离的设置, 以此来确保避雷器能够发挥最大作用, 能够更好的对电力设备、输电线路起到保护作用, 主要进行强大电流、电压的合理引导, 也就是说, 垂直距离的大小直接决定着避雷效果; (8) 进行避雷针的科学设计, 让避雷针发挥最大作用, 能够起到缓冲强大电流、电压的作用, 对输电线路起到最大的保护作用, 进而来确保电力设备的安全运行。

6 结语

综上所述, 随着我国电网范围的不断扩展, 输电线路受到雷击的概率也会不断提升。为了强化220k V输电线路的防雷击能力, 线路避雷器也被广泛应用于电网建设当中, 它在避免输电线路雷电灾害、维护电网安全运行中发挥着至关重要的作用。在实际的操作中, 为了确保线路避雷器的防雷击效果, 不但要做好避雷器的选取与安装, 还需要做好避雷器的养护。

摘要：近几年来, 随着我国国民经济的不断发展以及社会的不断进步, 用电量也在不断增加, 电网安全事故出现的几率越来越大, 尤其是自然界雷电的影响, 给国家的电网产生了巨大的损失。而线路避雷器的装设, 可以保证220k V输电线路免受雷击破坏。在220k V输电线路上安装避雷器, 是一项比较复杂的工程, 本文重点探讨了线路避雷器的原理及其结构类型, 并提出了线路避雷器在220k V输电线路中的应用。

关键词：220kV输电线路,线路避雷器,重要性与应用

参考文献

[1]胡福平.分析与探讨110k V线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中小企业管理与科技, 2014 (28) .

[2]李录涛.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].同煤科技, 2010 (1) .

试析输电线路避雷器的选择及安装篇6

1 输电线路避雷器的选择

目前, 避雷器主要的结构形式主要有两种:无间隙型和有串联间隙型, 其中串联间隙型又被分为外串联间隙型和内串联间隙型。

1.1 外串联间隙型避雷器

外串联间隙型避雷器由本体和外串联间隙两个部分构成。当线路正常工作时, 本体不需要承受电压, 不存在老化的问题, 并且这种形式下的避雷器内部结构简单, 只要保证间隙之间没有损坏, 就能安全可靠运行。外串联间隙型避雷器可以通过适当提高荷电率来降低残压值。同时, 因为串联间隙具有隔离的作用, 当电阻片老化时, 也不会影响到整条输电线路的正常运行[1]。外串联间隙型避雷器的保护特性还取决于其外串联间隙的冲击放电电压值, 但是外串联间隙的放电参数会因为气候的改变而改变, 间隙冲击系数会随着间隙方式和结构形式的不同而存在着较大差异, 在被雨水淋湿的情况下, 工频放电电压能够满足预先设计值, 但是雷电冲击放电电压值会超出预先设计值, 因此, 对于荒郊野外的输电线路来说, 这种结构的避雷器的防雷效果较差。

1.2 内串联间隙型避雷器

内串联间隙型避雷器内部采用的是带并联电阻的单个长间隙, 这种间隙是近几年才通过实验证明能够稳定可靠运行的。内串联间隙型避雷器的间隙不会受到外界环境的影响, 放电稳定, 阀片承担的电压值很小, 是无间隙型避雷器的一半, 能大大减缓老化, 提高了防雷效果和使用寿命。同时, 这种避雷器的残压和冲击放电等保护特性比外串联间隙型避雷器和无间隙型避雷器都要好。但是, 内串联间隙型避雷器一旦密封性较差, 就会给输电线路的运行带来安全问题, 因此, 这种避雷器最关键的问题是要做好密封。

1.3 无串联间隙型避雷器

无串联间隙型避雷器是由电站型避雷器发展而来的, 它的主要优点体现在能吸收大量冲击能量, 没有放电延时等。无串联间隙型避雷器因为长期承受系统电压, 在避雷器的工艺不佳或者是荷电率过高时会逐渐老化, 残压会比串联间隙型避雷器的高, 并且在避雷器出现故障时会影响整条线路的正常运行, 因此, 不适合在输电线路上装设。

2 输电线路避雷器的安装建议

大量研究表明, 输电线路遭受雷击的位置往往只是某些地段, 一般这些地段被称为选择性雷区, 也叫易击区[2]。输电线路若能避开易击区, 或者是在易击区进行加强保护, 这是防止雷害的根本措施。在选择安装输电线路避雷器的过程中, 必须结合线路经过的地形, 确定线路避雷器安装的恰当地点和数目, 并对线路绕击和反击的情况区别开来。

2.1 防止线路绕击

线路绕击的概率和避雷线对边导线的杆塔高度、保护角和线路经过的地区地形等因素密切相关, 因此对于防止线路绕击的方法和防止线路反击的方法是不同的。在安装过程中, 可以通过改善反击耐雷水平低的杆塔来提高输电线路的防雷效果。当确定杆塔的雷击事故是因为绕击引起的时候, 通过在雷电绕击相的导线上安装避雷器来避免雷击;若不能确定雷击相别, 一般采用全相安装避雷器, 达到预防的作用。线路绝缘性能与电压级别相关, 当级别越高, 绝缘性能越好, 反击也不容易发生, 但是线路绕击的机率会增加。同塔双回杆塔, 排列着6相导线, 呈鼓形。避雷线的上相导线保护角比中相导线保护角要小, 绕击会发生在中相。因此, 要在上中下三相中选择中相安装避雷器。当输电线路要经过山地, 且杆塔位于山坡上, 那么靠近山顶的输电线路能够受到山顶地面的保护, 发生绕击的概率较小, 但是远离山顶的输电线路会受到地面倾斜角度的影响, 发生绕击的概率较大, 因此避雷器要安装在远离山顶的中相上面能大大降低绕击造成的跳闸。对于地面倾斜角度很大的杆塔, 在远离山顶的下相导线也容易遭受绕击, 为了降低绕击跳闸率两回路的中相都要安装避雷器。

2.2 防止线路反击

由于雷击引起避雷器产生作用时, 通过的雷电流会远远大于通过避雷线的雷电流, 这种作用会使输电导线的电位提高, 使导线和塔顶的电位差小于绝缘串中的闪络电压, 避免闪络的发生。对于波形陡峭, 幅值较大的雷电流, 应安装分流系数较大的避雷器, 用于保护线路和减少雷击跳闸率。降低接地电阻能提高耐雷水平, 但是在山区, 降低接地电阻式很困难的, 但是安装的避雷器能有效解决这一问题, 因为避雷器残压的箝电位作用很显著, 也是提高输电线路反击耐雷水平最常用的方法。对于同塔双回架空线路, 反击跳闸会受到工频电压的影响, 当工频电压存在时, 上中下三相导线发生反击的概率是相同的, 要降低反击跳闸率, 合理的线路避雷器安装方案是选择在三相全部安装。

2.3 输电线路避雷器的安装只能保护本基杆塔

尽管通过安装输电线路避雷器能大幅度提高耐雷水平, 但是当雷击位置转移到没有安装避雷器的相邻杆塔并且雷电流超过了相邻杆塔自身的耐雷水平时, 相邻杆塔仍然会发生反击、绕击、闪络[3]。这表明了没有安装线路避雷器的杆塔的耐雷水平不会因为其它杆塔安装了线路避雷器而有所提高。总而言之, 当雷击形成的雷电电压过大时, 一般线路避雷器的保护范围就仅仅限制在安装了线路避雷器的本基杆塔上面。因此, 通过安装线路避雷器来提高输电线路耐雷水平时, 首先要找出输电线路上各个易击段, 然后有针对性的在易击段安装线路避雷器。对于整条输电线路来说, 衡量杆塔的耐雷水平针对的是所有的杆塔, 而不只是安装了线路避雷器的杆塔。一般来说, 安装避雷器后整条线路反击耐雷水平的改善效果还会受到邻近杆塔的避雷效果的影响, 一般建议在重点杆塔上安装了线路避雷器后, 还要在相邻的杆塔上面也进行安装。

3 结束语

从我国的电网运行情况来看, 雷击仍然是输电线路上的主要危害。而安装线路避雷器是降低线路雷击跳闸率的有效方法, 但是对于线路避雷器的选择和在安装过程中都是要讲究科学的, 进行合理的选择和安装, 才能提高整条线路的耐雷水平。

摘要：雷击作为输电线路安全可靠运行的关键因素, 做好线路防雷工作是相当重要的。文章主要讲述了输电线路避雷器的选择, 并提出了安装输电线路避雷器的一些建议。

关键词：输电线路,避雷器,雷击,安装

参考文献

[1]李强, 李津玲, 宋红莉.线路避雷器的安装方式及选择[J].山西建筑, 2010 (3) .[1]李强, 李津玲, 宋红莉.线路避雷器的安装方式及选择[J].山西建筑, 2010 (3) .

[2]葛栋, 焦飞, 张翠霞等.输电线路避雷器的应用及其安装方案[J].华北电力技术, 2009 (8) .[2]葛栋, 焦飞, 张翠霞等.输电线路避雷器的应用及其安装方案[J].华北电力技术, 2009 (8) .

输电线路MOA避雷器篇7

关键词：输电线路,氧化锌避雷器,运行安全,脱离器

1 前言

氧化锌避雷器在故障情况下很容易造成系统短路引发长时间停电, 而且因故障点难以查找。脱离装置是安装于避雷器上的一种自我保护装置。电网正常运行状态下, 避雷器承受雷电过电压和系统操作过电压, 一般的外界电动力、机械力作用, 以及周围环境温度变化的情况下, 脱离装置不会动作脱离。而在避雷器劣化及其发展过程中, 脱离装置会有效动作, 将避雷器同电网隔离, 避免故障范围扩大, 并可让运行管理人员直观、及时发现运行中避雷器的劣化情况, 排除故障。

2 安装脱离装置的必要性

1) 可方便及时发现运营中劣化的避雷器, 无须通过复杂的检测手段。

2) 可让劣化的避雷器及时脱离系统运营。

3) 可实现避雷器免维护效果。

综上所述可以看出, 新装的MOA带脱离器可有效提高避雷器运行的可靠性, 在运的MOA加装分离式脱离装置可弥补其原先的不足, 有效减小故障的影响。

3 氧化锌避雷器劣化机理

氧化锌阀片的老化是指在各种外加应力及外界因素作用下, 其性能及电气物理参数发生变化, 逐渐偏离起始性能指标。在湿度较大环境中工作的MOA, 因温度的变化引起的呼吸作用及密封不良导致阀片受潮并引起阀片的性能变化, 电位分布不均匀产生的局部放电引起的化学反应也可能导致阀片性能变化。这些都是阀片老化的根源。实验研究表明, 氧化锌阀片老化主要集中在预击穿区, MOA的预击穿区也就是在工作电压作用下的老化区。老化后的氧化锌阀片阻性电流和功耗曲线都会发生偏移, 随老化时间的增加有较明显的增加, 而且阀片的整体电阻率逐渐下降。从MOA劣化机理来讲, 减少运行中的小电流和过电压作用, 都可有效的减小其劣化速度。

一般的在线检测难以检测到避雷器的劣化, 特别是在电力线路中使用的MOA, 因此, 减少其故障比较有效的手段就是在其劣化过程中, 劣化到一定程度, 短路发生前期, 使之脱离运行, 在不影响线路运行的情况下对其进行检测。

4 脱离装置的型式

4.1 熔丝式脱离装置

是利用熔丝在避雷器短路情况下, 工频大电流作用导致热崩溃, 熔丝熔化断开, 将避雷器与线路分离。目前基本未形成产品应用, 理论上是否定的, 仅在学术上是一个起点。

4.2 热爆式脱离装置

其工作原理是:串联在避雷器上的脱离装置设置有一个小的间隙, 间隙上旁路一个容值较小的电容C2, C2与避雷器本体电容C1组成一个分压器, 作为放电间隙的一个电极的热爆管在其下面。当避雷器正常工作的时候, 瞬态过电压释放, 由于C2》C1, 此时C2下的压降不足以让间隙放电, 过电压通过C2泻放。由于热爆管只有在一定的热容量下才会动作, 避雷器动作后, 正常的工频续流热爆管是不会动作的, 而氧化锌避雷器非劣化情况下, 基本没有工频续流, 当然不会动作。只有避雷器失效, 间隙不能灭弧的时候, 间隙放电电弧引起的热效应才会使得热爆管动作, 此时引爆脱离装置薄弱环节, 使避雷器脱离线路, 起到保护作用。

其缺点一是热累积效应, 即多次连续重复的较大幅值电流流过时有可能使热爆管上的热量积累到一定的程度而误动作, 二是结构复杂。现在国内、外应用的大多为该类型的脱离装置。

4.3 热熔式脱离装置

其工作原理是:与避雷器相串联的部分用低焊点、高强度的合金焊接起来, 当避雷器出现故障的时候, 故障电流通过该接点, 使低熔点合金熔化、脱开, 该连接部件动作使避雷器与系统脱开。由于其运行不稳定性, 现在已很少应用。

4.4 分频分流式脱离装置

该装置是在综合克服了热爆、热熔型的一些缺陷后新研制出的, 选用了特殊设计的放电电极, 使用了高频电容电感元件, 避雷器正常动作情况下, 不经过脱离部件, 而在避雷器劣化情况下, 工频小电流作用实现脱离功能。

该装置尤其适宜在重雷区、操作频繁的线路上使用, 缺点是制造工艺较为复杂, 电极材料比较昂贵, 因此, 生产成本较高。在110kV及以上的应用还只是起步阶段。

5 脱离装置的试验

1) 能量耐受试验:

2ms方波试验20次; 4/10us大电流冲击试验2次; 8/20us放电电流耐受2次。

2) 机械强度试验:

在运行温度下承受一定的拉力 (300N) , 脱离装置不动作;脱离装置连接部件低熔点合金机械强度试验。

3) 安秒特性试验: