氧化鋅避雷器是國外60年代開始發(fā)展起來的過電壓保護(hù)的新技術(shù)。我國從日本引進(jìn)氧化鋅避雷器的先進(jìn)技術(shù)及生產(chǎn)線，1976年開始進(jìn)行電力氧化鋅避雷器的研究，于80年代中期達(dá)到國際先進(jìn)水平。同煤集團(tuán)于90年代末期開始將氧化鋅避雷器在全系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，但由于部分設(shè)計(jì)部1 ]的選型參數(shù)不當(dāng)，運(yùn)行部門維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足，由此引發(fā)的電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生。氧化鋅避雷器的選擇應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式不同、保護(hù)對象不同而有所區(qū)別，其主要難點(diǎn)是確定暫時(shí)過電壓的范圍問題，既要保證在較高的操作過電壓及大氣過電壓下安全、可靠地動作，又要保證在暫時(shí)過電壓下閥片不動作，因此只有正確地選擇氧化鋅避雷器方能發(fā)揮其應(yīng)有的防雷保護(hù)作用。
1避雷器選型誤區(qū)
由于選型人員缺乏防雷知識，對氧化鋅避雷器的選型不夠重視，簡單認(rèn)為只要安裝了氧化鋅避雷器就有防雷作用，造成氧化鋅避雷器的選型錯(cuò)誤，使得氧化鋅避雷器在實(shí)際運(yùn)行中根本起不到應(yīng)有的保護(hù)作用。根據(jù)多年現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，選型錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在以下方面。
1.1 選型時(shí)未考慮環(huán)境條件
氧化鋅避雷器選型時(shí)應(yīng)按照使用地區(qū)的環(huán)境溫度、海拔高度、風(fēng)速、污穢等級、地震烈度等條件選擇，所以用戶在訂貨時(shí)要作具體要求。
1.2選型時(shí)未考慮保護(hù)對象
氧化鋅避雷器選型時(shí)應(yīng)按照被保護(hù)的對象確定避雷器的類型，保護(hù)對象不同，避雷器的型號也不同。現(xiàn)以10 kV系統(tǒng)發(fā)電機(jī)為例加以說明。電站型的氧化鋅避雷器與發(fā)電機(jī)型的氧化鋅避雷器型號與參數(shù)都有差別。發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5 kV，一般情況下，發(fā)電機(jī)出口安裝有避雷器防止雷電過電壓對發(fā)電機(jī)的侵害。應(yīng)選擇發(fā)電機(jī)型的氧化鋅避雷器，正確選型為HY5WD- 13.5/31型的避雷器，而電站型的避雷器型號為HY5WZ-17/45。兩種10 kV氧化鋅避雷器
參數(shù)見表1。
從表1可看出:變電站用避雷器比發(fā)電機(jī)用避雷器額定電壓高出3.5 kV,持續(xù)運(yùn)行電壓高出3.5 kV,直流1 mA參考電壓高出5.4 kV,殘壓高出14 kV。而額定電壓為10.5 kV的發(fā)電機(jī)，出廠沖擊耐壓估算值為34kV(幅值)，所以保護(hù)發(fā)電機(jī)的避雷器相應(yīng)殘壓等參數(shù)要低。變電站10 kV變壓器出廠沖擊耐壓值為80kV (幅值)， 相應(yīng)避雷器殘壓等參數(shù)要大。因此，兩種避雷器不能互換使用。當(dāng)發(fā)電機(jī)出口誤裝變電站避雷器、發(fā)電機(jī)遭受過電壓時(shí)，避雷器動作，將過電壓限制在不大于45 kV殘壓下，這比發(fā)電機(jī)專用避雷器殘壓31kV高出14kV,45kV避雷器殘壓突然加在發(fā)電機(jī)的絕緣上，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的絕緣擊穿。
1.3避雷器特性參數(shù)選擇錯(cuò)誤
氧化鋅避雷器最重要的參數(shù)有3個(gè)。一個(gè)是氧化鋅避雷器額定電壓、一個(gè)是氧化鋅避雷器標(biāo)稱殘壓、一個(gè)是氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流。下面以HY5WZ-17/45型為例來說明。
1.3.1 氧化鋅進(jìn)雷器的額定電壓
指允許加在避雷器兩端間的最大工頻電壓的有效值，是在60C溫度下注人規(guī)定能量后能耐受額定電壓10s，隨后在持續(xù)運(yùn)行電壓下耐受30 min，能保持熱穩(wěn)定，不發(fā)生熱擊穿HY5WZ-17/45型號中的17表示額定電壓，可以簡單地將其理解為過電壓有效值達(dá)到17 kV左右氧化鋅避雷器就會開始工作。這個(gè)參數(shù)不能過低，否則容易導(dǎo)致氧化鋅避雷器負(fù)擔(dān)過重?zé)龤?。氧化鋅避雷器的主要任務(wù)是保
以表2為例，選型時(shí)若避雷器的額定電壓選擇較高，則其允許的持續(xù)運(yùn)行電壓就高，標(biāo)稱電流下的殘壓也隨之提高，保護(hù)裕度就會減小，對被保護(hù)設(shè)備的絕緣所受的電應(yīng)力就會增大。如:系統(tǒng)標(biāo)稱電壓為6kV，選擇HY5WZ-17/45型避雷器，持續(xù)運(yùn)行電壓為13.6kV，標(biāo)稱電流下的殘壓為45kV,則對被保護(hù)設(shè)備的絕緣要求很高;反之，若避雷器的額定電壓選擇得較低，則其允許的持續(xù)運(yùn)行電壓就低，標(biāo)稱電流下的殘壓也隨之降低，保護(hù)裕度就會增大，但有可能帶來安全事故。如選擇HY5WZ -7.6/27型避雷器，持續(xù)運(yùn)行電壓為4.0kV，標(biāo)稱電流下的殘壓為27 kV,則對被保護(hù)設(shè)備的絕緣要求降低，但持續(xù)運(yùn)行電壓4 kV≤1.99x6x1.15/V3 =7.9 kV (按暫時(shí)過電壓最嚴(yán)重情況，即單相接地與甩負(fù)荷同時(shí)發(fā)生考慮)，所以對避雷器安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，氧化鋅避雷器選型時(shí)應(yīng)根據(jù)保護(hù)設(shè)備類型、系統(tǒng)電壓等級、持續(xù)運(yùn)行電壓、故障切除時(shí)間、運(yùn)行時(shí)過電壓幅值等情況，選擇最佳的避雷器額定電壓值，以取得較大的保護(hù)裕度。根據(jù)同煤集團(tuán)供電系統(tǒng)電壓等級和保護(hù)設(shè)備的不同情況，筆者給出氧化鋅避雷器額定電壓的選擇建議(見表 3),提供同行參考。
1.3.2 氧化鋅進(jìn)雷器的標(biāo)稱踐壓
HY5WZ-17/45型號中的45表示雷電標(biāo)稱殘壓，可以簡單地將其理解為出現(xiàn)最嚴(yán)重雷擊的時(shí)候，避雷器至少可以把過電壓峰值限制在45 kV以下。這個(gè)參數(shù)實(shí)際上是避雷器最重要的參數(shù),因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)絕緣配合的基礎(chǔ)就在這里(注 意殘壓與被保護(hù)設(shè)備絕緣水平的配合)。我們不斷地說降低殘壓好，就是因?yàn)榻档土吮芾灼鳉垑?，也就等于提高了系統(tǒng)所有高壓電器
的安全裕度。但是降低殘壓受到氧化鋅電阻片本身性能的限制，是有底限的。有問隙氧化鋅避雷器雖然可以進(jìn)一步降低殘壓，但是同樣不是無限降低，同樣存在一個(gè)底限。
1.3.3 氧化鋒進(jìn)雷器標(biāo)稱放電電流
HY5WZ-17/45型號中的5表示標(biāo)稱放電電流。
標(biāo)稱放電電流是用來劃分避雷器等級的波形8/20μ8的雷電沖擊電流峰值，無間隙氧化鋅避雷器按遠(yuǎn)方雷電侵人波的概率統(tǒng)計(jì)及變電站的重要性，一般可按表4選擇。
2避雷器的使用管理
闡述氧化鋅避雷器的選型誤區(qū)是提醒相關(guān)人員在選型時(shí)應(yīng)詳細(xì)提供安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件、被保護(hù)的對象等資料，以避免因選型不當(dāng)而發(fā)生事故。要在做到正確選型的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)方面的管理措施。
①選擇有先進(jìn)的工藝設(shè)備和完善的檢測手段的生產(chǎn)廠，從而保證所選用的氧化鋅避雷器具有高的抗老化、耐沖擊性能，才能提高產(chǎn)品的運(yùn)行安全可靠性。
②在氧化鋅避雷器使用前，應(yīng)該對其有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測量，以確保氧化鋅避雷器安裝質(zhì)量。
③氧化鋅避雷器安裝后必須提供良好的接地裝置，使雷電流迅速流向大地。
④每年雷雨季節(jié)來臨前，要及時(shí)對氧化鋅避雷器做預(yù)防性試驗(yàn)。
⑤加強(qiáng)電網(wǎng)諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設(shè)動態(tài)無功補(bǔ)償和濾波裝置，以使電網(wǎng)的高次諧波值控制在國家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。
使用單位只要正確選擇氧化鋅避雷器的型號，加強(qiáng)對氧化鋅避雷器的全過程質(zhì)量管理，實(shí)行規(guī)范化的設(shè)備定期檢修，豐富氧化鋅避雷器的試驗(yàn)手段，提高運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)能力等，氧化鋅避雷器才能發(fā)揮出優(yōu)良的保護(hù)作用，從而確保氧化鋅避雷器在電網(wǎng)上安全可靠地運(yùn)行。
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