文档介绍：合成绝缘氧化锌(ZnO)避雷器及其应用
永安煤业公司永安矿区供电所张栋仁
【内容摘要】:本文对传统碳化硅SiC避雷器与合成绝缘氧化锌避雷器的优缺点进行比较分析,对合成绝缘氧化锌避雷器的试验、使用进行详细阐述,有助于该种新型避雷器的推广应用,增加供电系统的可靠性。
【关键词】:合成绝缘氧化锌避雷器碳化硅避雷器
避雷器作为供电系统中不可缺少的电气元件,其作用是限制过电压以保护电气设备。目前,在变电所和发电厂用于过电压保护的避雷器主要还是碳化硅(SiC)避雷器,其电阻阀片是以SiC为主要原料烧制而成的,但是SiC避雷器从其材料性能方面来讲,伏安特性的非线性较不理想,非线性系数α较高(α越小,非线性程度越高,保护性能越好),,。而且SiC避雷器的预试周期短,一般每年一次,淘汰率及运行成本高,通流能力小,有时因对雷电流泄放不及时而引起爆炸事故。从其结构方面讲,SiC避雷器采用瓷外套密封结构,密封效果较差,无防爆功能,容易引起SiC阀片受潮,当雷电流袭来时,内部压力迅速增大,引起爆炸。
SiC避雷器基于上述一系列缺点,被新型避雷器取代已是大势所趋。为了解决这个问题,从七十年代初就出现了氧化锌避雷器。经过二十多年的发展,目前已有各方面技术都成熟的氧化锌避雷器出现并有不少挂网运行。
我公司永安矿区总变电站从一九九九年推广使用合成绝缘氧化锌避雷器,其型号为:
HY5W__─17/50
│││││││
││││││└─标准放电电流残压峰值(KV)
│││││└───避雷器额定电压(KV)
││││└─────使用场合:Z:电站 R:电容
││││ S:配电 G:环网
││││ D:电动机
││││ J:中性点接地
│││└──────无间隙
││└───────标准放电电流峰值(KA)
│└────────氧化锌避雷器
└─────────合成绝缘外套
主要技术指标如下:
额定电压
(KV)
U1mADC
(KV)
U5KA
(KV)
75%1mA下电压的
泄漏电流(μA)
持续运行
电压(KV)
2ms方波电流
幅值(KA)
17
≥
不大于50
小于50
13
100

该种避雷器采用近代氧化锌非线性电阻技术及新型合成材料研制而成的全新型高可靠防雷保护装置。它由氧化锌阀柱、电极、硅橡胶裙套等部件组成,用特殊树脂灌封而构成无间隙氧化锌避崐雷器,克服了传统避雷器的缺点。ZnO避雷器具有很理想的非线性伏安特性。下图是ZnO避雷器与SiC避雷器及理想避雷器的伏安特性曲线。从图中可以看出,ZnO避雷器的伏安特性比较平缓,也
就是非线性系数较小,~。图中假定ZnO、SiC
电阻阀片在10KA电流下的残压相同,但在额定电压(或灭弧电压)
下ZnO曲线所对应的电流一般
在10 -5 A以下,可近似认为其
续流为零,而SiC曲线对应的
续流却是100A左右。也就是
说,在工作电压下氧化锌阀
片实际上相当于一绝缘体。
合成绝缘ZnO避雷器在性能上除了有较理想的非线性伏安特性外,其主要优点还有:
1:对无间隙氧化锌避雷器参数进行优化设计,提高了