避雷器非线性曲线(避雷器非线性系数)

鑫锐电气 2023-01-20 16:53 编辑:admin 188阅读

1. 避雷器非线性系数

金属氧化物避雷器(MOA)是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护电器,它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点,广泛使用于发电、输电、变电、配电等系统中。复合外套金属氧化物避雷器是用硅橡胶复合材料做外套,和传统的瓷外套避雷器相比,具有尺寸小、重量轻、结构坚固、耐污性强、防爆性能好等优点。

金属氧化物避雷器又称金属氧化锌避雷器,它是70年代初期出现的新型避雷器,迄今为止,在我国电网中已广泛应用。它与普通阀型避雷器的主要区别在于阀片材料不同,普通阀型避雷器的阀片材料是碳化硅(金刚砂),而金属氧化物避雷器的阀片材料是由半导体氧化锌和其他金属氧化物(如氧化钻、氧化锰等)在高温(1000℃以上)下烧结而成。

氧化锌阀片又称压敏电阻,具有比碳化硅更优良和更理想的非线性电阻特性。在系统运行电压下,它的电阻很大,通过的电流很小,阻性分量仅为10~15uA左右,这样小的电流不会烧坏阀片,因此可以不用串联间隙来隔离工频运行电压;当电压升高时,它的电阻变得很小,可以通过大电流,残压也很低,使设备得到保护,而过电压消失之后,它又恢复原状。

2. 避雷器的非线性系数

两个都有用的,氧化锌避雷器一般都是无间隙的。比如:交流避雷器,AC35kV,51kV,硅橡胶,134kV,不带间隙。就是国家电网物资库里标准物料。

避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压。

避雷器分为很多种,主要类型有管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的,但是它们的工作实质是相同的,都是为了保护通信线缆和通信设备不受损害。

管型避雷器

管型避雷器由内外间隙串联组成。产生气管是由纤维管、竖料管或硬橡胶制成,管内有棒形与环形电极组成的内间隙。制造产气管的材料不能长期耐受电压的作用,在正常运行情况下,必须通过外间隙与线路隔离。当有大于被保护设备的过电压袭击时,外间隙首先击穿,然后内间隙立即放电,把雷电流引入大地。产气管在电弧作用下产生大量气体,从环形电极的开口孔喷出。电弧就能在工频续流第一次过0时被熄灭。

产气管使用寿命有限,每次动作后要消耗一部分管壁材料,产气量一次比一次少,灭弧能力下降,后不能保证可靠灭弧。产气管要根据系统电压等级和安装点的短路电流值选择。例如铭牌上标着10/0.5~0.7字样管型避雷器就是10kV电压等级,安装点的短路电流不得小于0.5kA,也不得大于7kA。上限电流由灭弧管的管径及其机械强度决定,下限电流由灭弧管的内径与产气量来决定。因为滤过它的续流大小,产生气量不够,不能灭弧;续流太大,产气量过多·管内压力太高使管型避雷器爆炸。由于电网运行方式经常变化,流过它的工频续流值变化范围大,造成不能灭弧事故,不是避雷器爆炸就是电网短路,管型避雷器很少采用。

管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙,它由两个串联间隙组成,一个间隙在大气中,称为外间隙,它的任务就是隔离工作电压,避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏;另一个装设在气管内,称为内间隙或者灭弧间隙,管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关。这是一种保护间隙型避雷器,大多用在供电线路上作避雷保护。

阀型避雷器

阀型避雷器由火花间隙及阀片电阻组成,阀片电阻的制作材料是特种碳化硅。利用碳化硅制作的发片电阻可以有效地防止雷电和高电压,对设备进行保护。当有雷电高电压时,火花间隙被击穿,阀片电阻的电阻值下降,将雷电流引入大地,这就保护了线缆或电气设备免受雷电流的危害。在正常的情况下,火花间隙是不会被击穿的,阀片电阻的电阻值较高,不会影响通信线路的正常通信。

阀型避雷器的主要部件是间隙和阀片(非线性电阻盘)。阀片是为了限制雷电流之后的工频续流而协助间隙灭弧的。一般阀型避雷器中耳钉续流为50A(峰值);这样小的电流就能在续流第一次过0时可靠地将续流切断。非线性电阻在电压高时电阻很小,能把很大的雷电流引入地下,保护电气设备。当雷电过后,他又能呈现很高的电阻,限制工频续流的数值,从而有利间隙的灭弧。

阀片非线性电阻的特性的表示式为:

U=CIa

式中 U——阀片上的压降,V;

I——流过阀片的电流,kA;

C——常数,与阀片高度、面积等相关;

a——非线性系数,a越小,非线性越好,一般a=0.2左右。

因为残压UZY=ILL(雷电流)R;灭弧电压UBY=IBL(续流)R,所以

UZY÷UBY=CIaLL÷CIaBL=(ILL÷IBL)2

这个比值叫做阀型避雷器的保护比,它是设计时的一个重要参数,保护比越小,保护性能越好。

间隙的特点:它是将好多个电场较均匀的小间隙串联起来使用,多个间隙串联比单个相等距离的长间隙的灭弧性能好得多,当续流第一次通过0时,每个间隙可立即恢复的击穿电压约 700V(起始恢复强度),所以增加间隙数量对灭弧是非常有利的;由于每个小间隙的距离很小(约1mm左右),所以电场较均匀,放电的分散性也小。间隙数太多,浪费材料,极间距离太小,易造成间隙短路。

多个间隙串联使用,存在每个间隙的电压分布不均匀,有电压的高低问题,这是极片对地电容和高压端盖杂散电容的影响造成的。电压分布不均匀对灭弧不利(分得电压较高的间隙就会重新击穿,其他间隙要分担击穿前间隙原来分担的电压,可能引起整个阀型避雷器的重燃,无法灭弧),还会使工频放电电压降低(工频放电电压低,使避雷器可能在电网正常操作时动作,如淋雨时FS型避雷器的工频放电电压下降很厉害)因此,避雷器采用均压电阻,使电压分布均匀,能使均压效果提高。

氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,达到保护的效果。这种避雷器和传统避雷器的差异是它没有放电间隙,利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

近年来,110kV及以上电压等级的氧化物避雷器被采用,由于它有许多优点,特别是重量轻,在电力系统得到广泛的采用,有取代阀型避雷器的趋势。近年来,110kV及以上电压等级的无间隙氧化锌避雷器投入电网运行的数量逐年增多。就运行情况而言,绝大多数运行良好,但运行中发生爆炸事故也有发生。对爆炸事故进行分析,无论是国产还是外国产品,都是避雷器本身质量问题,其中有的是阀片性能不佳及参数设计不合理,有的内部绝缘材质不良,避雷器装配时的工艺不良造成密封缺陷,在运行中受潮。

3. 避雷器非线性系数怎么算

1)道先固定避雷器底座,然后由下而上逐组安装避雷器各单元(节)。

(2)避雷器在出厂前已经过装配试验并合格,现场安装应严格按制造厂编号组装,不能互换,以免使特性改变。

(3)带串、并联电阴的阀式避雷器,安装时应进行选配,使同相组合单元间的非线性系数互相接近,其差值应不大于0.04。

(4)避雷器接触表面应擦拭干净,除去氧化膜及油漆,并涂一层电力复合脂。

(5)避雷器应垂直安装,垂度偏差不大于2%,必要时可在法兰面间垫金属片予以校正。

三相中心应在同一直线上,铭牌应位于易观察的同一侧,均压环应安装水平,最后用腻子将缝隙抹平并涂以油漆。

(6)拉紧绝缘子串,使之紧固,同相各串的拉力应均衡,以免避雷器受到额外的拉力。

(7)放电计数器应密封良好,动作可靠,三相安装位置一致,便于观察。接地可靠,计数器指示恢复零位。

(8)氧化锌避雷器的排气通道应通畅,安装时应避免其排出气体,引起相间短路或对地闪络,并不得喷及其他设备。

4. 避雷器的非线性元件是什么

不对。

阀型避雷器在正常电压下,非线性电阻阻值很大,间隙为断路状态,不会有电流。而在雷电波侵入时,由于电压很高(即发生过电压),间隙被击穿,雷电流迅速进入大地,从而防止雷电波的侵入。

阀型避雷器结构及原理:

阀型避雷器是电力系统变配电装置防雷保护中常用的防雷保护装置,阀型避雷器由串联的火花间隙~串联的阀片电阻和1个瓷套以及上下端螺栓组成。火花间隙能在遇到过电压时被击穿放电,在正常运行的工频电压下起着将电源与阀型电阻相互隔断的作用。

阀型电阻片是用特种碳化硅制成的饼状元件,其电阻随着通过电流的不同而在很大范围内变化。

当承受工频电压时,它是一个高电阻,类似关闭的阀门,使工频电流很难通过;当受到高频电压冲击时,它又变成一个低值电阻,类似阀门开启,使冲击电流很容易通过;雷电流过去后,工频电流又使阀型电阻片呈现很高的电阻,类似阀门被关闭,此时,火花间隙迅速阻断电流。

扩展资料

阀型避雷器的特性参数:

1、额定电压。指避雷器正常工作的电网额定电压。而避雷器实际工作的电压,为电网的相电压。

2、灭弧电压。在保证切断工频续流的条件下,允许加在避雷器上的最高工频电压。3~10kV的阀式避雷器,规定其灭弧电压为电网最高工作电压的110%。

3、工频放电电压。指加在避雷器两端,使其放电的最小工频电压。工频放电电压有上限和下限之分。工频放电的电压上限不能太高,否则冲击放电电压也会相应升高,这就会影响避雷器的保护性能。工频放电电压下限不能过低,否则灭弧电压也会相应降低。

4、冲击放电电压。指预放电时间为1.5~20μs的冲击放电电压。

5、残压。即残余电压,指冲击雷电流流过避雷器所造成的电压降。高压避雷器的冲击电流取5kA为标准,波形10/20μs,低压避雷器以3kV的残压值为标准。

避雷器在制造设计时就考虑到使用时对被保护电气设备的绝缘配合问题,故只要能正确选择避雷器的型号,就可以不验算其参数和保护特性。

参考资料来源:

5. 避雷器为什么采用非线性电阻

避雷器通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行 削幅,降低被保护设备所受过电压值,从而起到保护通信线路和设备的作用。

避雷器连接在线缆和大地之间,通常与被保护设备并联。避雷器可以有效地保护通信设备,一旦出现不正常电压,避雷器将发生动作,起到保护作用。

当通信线缆或设备在正常工作电压下运行时,避雷器不会产生作用,对地面来说视为断路。一旦出现高电压,且危及被保护设备绝缘时,避雷器立即动作,将高电压冲击电流导向大地,从而限制电压幅值,保护通信线缆和设备绝缘。当过电压消失后,避雷器迅速恢复原状,使通信线路正常工作。

6. 阀型避雷器线性特性

电阻的线性可以理解为:一直不变,或虽温度变化成比例变化,成直线。

避雷器的电阻不是这样的,当外界电压达到避雷器的开启电压时(避雷器的材料被击穿)电阻迅速降低到零左右。所有的避雷器都运用的这个原理。所以避雷器的电阻可以理解为:在没有达到开启电压时电阻是线性的,在达到开启电压时电阻为零,是一个阶跃曲线,不是直线。