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氧化锌避雷器论文
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氧化锌避雷器损坏的原因及预防措施
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&&氧​化​锌​避​雷​器​是​一​种​非​常​有​效​的​电​网​系​统​防​御​雷​电​过​电​压​保​护​装​置​,​它​的​特​性​可​以​保​证​其​长​期​稳​定​运​行​。​本​文​对​氧​化​锌​避​雷​器​的​损​坏​原​因​进​行​了​分​析​,​并​提​出​具​体​的​预​防​措​施​,​为​电​力​系​统​氧​化​锌​避​雷​器​的​可​靠​运​行​提​供​了​技​术​参​考​。
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浅谈电容器人工放电装置
电力系统曾经发生多起电容器放电造成的人身伤亡事故，本文就这些事故的原因进行分析，并制定出一种切实可行的解决办法，那就是制作电容器人工放电装置。
作者单位：
濮阳供电公司,河南濮阳,457000
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万方数据电子出版社　　摘 要：在工程设计过程中经常会用到避雷器，该文主要介绍避雷器的分类、简易原理以及如何应用为理顺产品功能，合理应用，以资" />
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浅谈避雷器的分类、原理及应用
2015年18期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要：在工程设计过程中经常会用到避雷器，该文主要介绍避雷器的分类、简易原理以及如何应用为理顺产品功能，合理应用，以资参考。 中国论文网 /1/view-7096939.htm　　关键词：避雷器 持续运行电压 标称放电电流下的残压 　　中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：X（2015）06（c）-0101-01 　　1 分类 　　避雷器一般接于带电导线与地之间，和被保护设备并联。一旦过电压值为规定的动作电压，避雷器会立刻动作，流过电荷，约束过电压幅值，从而保护设备绝缘；电压值正常以后，避雷器马上恢复到原状，使系统保证能够正常供电。现今，使用的避雷器主要有管型避雷器（排气式避雷器）、保护间隙、氧化锌避雷器及阀型避雷器这4种种类。 　　2 原理 　　保护间隙可以说是一种最简单的避雷器，按其形状可分为棒形、角形、环形、球形等。保护间隙灭弧能力差主要用于10 kV以下的配电线路中。目前使用不多，不做详细介绍。 　　管型避雷器（排气式避雷器），实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，通称排气式避雷器为管型避雷器，由三部分组成，即内部间隙、产气管和外部间隙。由于管型避雷器具有外间隙，受环境的影响大，故与保护间隙一样，仍具有伏秒特性曲线较陡、放电分散性大的缺点，不易与被保护设备实现合理的绝缘配合；同时动作后也会产生截波，变压器等有线圈设备不利于其绝缘。所以目前管型避雷器仅用于如变电所的进线段保护，或大跨距和交叉档距处的输电线路个别地段的保护。 　　由多重火花间隙以与其相串联的具有非线性伏安特性的电阻元件组成阀式避雷器的基本元件，经碳化硅粉末压制烧结而成的是其电阻元件。碳化硅表面具有一层氧化硅闭锁层，厚度约为100 μm，其电阻呈非线性，和电场强度有关。在电场强度较小时，即电阻元件上的电压不大时，该层的电阻率为10.4～10.6 Ω?cm，由于碳化硅约10.2 Ω?cm，其本身的电阻率就很小，所以事实上，全部的电压都加在该SiO2薄层上。闭锁层电阻随着电场强度提高而急剧下降，碳化硅本身开始决定非线性电阻元件的阻值。电阻值随电压而强烈变化的材料保障了在高电压下有很大的通流能力，在低电压下只有很小的电流才容许通过，可称该特性为“阀性”，所以称该保护电器为阀式避雷器。根据结构不同，又分为磁吹阀式与普通阀式两类。磁吹阀式提高灭弧性能是利用磁场驱动电弧来实现的，具有更好的保护性能。由于碳化硅避雷器有很好的保护性能，广泛用于交、直流系统，起到保护发电和变电设备的绝缘的作用。磁吹阀式主要产品有FCD型，保护电机用、FCZ型，保护变压器用。 　　在超高压系统中，有时需要既可保护雷电过电压，又可保护操作过电压的兼用避雷器。普通的磁吹避雷器无论从切断比，还是耐受能量上已不能满足要求。为解决这些矛盾，可采用复合型（磁吹）避雷器。 　　氧化锌避雷器也称金属氧化物避雷器，是阀式避雷器一种，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，具有比碳化硅更理想、更优良的非线性电阻特性。它的电阻在系统运行电压下很大，通过的电流很小，仅为1 mA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。只有压敏电阻片的新型避雷器，压敏电阻片具有理想的阀特性，它是多晶半导体陶瓷元件，由氧化锌等金属氧化物烧结而成。还具有保护特性好、非线性系数小、能量吸收能力强、结构简单和稳定性好和通流能力大等优点。此外，非线性系数α值非常小。在金属氧化物阀片中通过的电流范围为1 mA～10 kA时，α值一般为0.02～0.06。可做成无间隙避雷器，因为在额定电压作用下，通过的电流极小。保护性能好。它省去了间隙动作，一旦电压升高，就能迅速吸收过电压能量，并抑制过电压的发展；陡度响应特性良好；湿度、温度、污秽、气压等环境条件几乎不影响无间隙的氧化物避雷器的性能，因而性能稳定。金属氧化物避雷器动作负载轻，基本无续流，耐重复动作能力强。可制成直流避雷器，因为伏安特性是对称的，也没有极性问题。 　　通流容量大。避雷器无串联间隙的制约，易吸收能量，仅与阀片本身的强度有关。相比于碳化硅阀片，氧化物阀片单位面积的通流能力大4～4.5倍。所以选用该阀片制成避雷器，既限制了大气过电压，又完全能用来限制操作过电压，更为甚者，还能耐受一定持续时间的短时（工频）过电压。 　　3 举例说明避雷器的选择应用： 　　已知条件某采场10 kV高压配电所电源为2路架空进线换电缆引入，10 kV出线均为电缆，装有所用变压器，10 kV电源侧为中性点不接地系统。海拔高度<1000 m。 　　（1）根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第5.3.1条c）款及第7.3.9条，不接地系统可任选金属氧化物避雷器或碳化硅普通阀式避雷器，且为电站型。我们选用电站型无间隙金属氧化物避雷器。 　　（2）避雷器持续运行电压和额定电压的确定，查DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》表3，根据题意。 　　持续运行电压（相地）=1.1×Um（系统最高电压） 　　=1.1×12 　　=13.2 kV 　　额定电压（相地）=1.38×Um（系统最高电压） 　　=1.38×12 　　=16.56 kV 　　（3）10 kV配电装置及变压器的标准雷电冲击全波耐受电压（相对地及相间）确定，查DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》表19得知75 kV。 　　（4）按绝缘配合要求，确定保护10 kV配电装置及变压器的阀式避雷器的标称放电电流下的残压，根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第5.3.5条：得知残压不大于被保护设备（旋转电机除外）标准雷电冲击全波耐受电压的71%。 　　残压=0.71×BIL（标准雷电冲击全波耐受电压） 　　=0.71×75 　　=53.25 kV 　　题中所列条件为不接地系统，若换成低电阻接地型式，避雷器的持续运行电压、额定电压、残压都要低些，通过以上计算，我们知道，在设计中避雷器的选择和系统的接地型式息息相关，要充分考虑。 　　4 结语 　　金属氧化物避雷器是限制过电压最先进的一种产品，是电力设备绝缘配合的基础。它具有动作快、伏安平坦、残压低、通流容量大、性能稳定、寿命长、结构简单等优点，发展潜力很大，是世界各国避雷器发展的主要方向，必将逐步取代传统的带间将是未来特高压系统关键的过电压保护设备。 　　参考文献 　　[1] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京：中国电力出版社，2005. 　　[2] 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T620-1997）[Z].
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