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金属氧化物避雷器系列

HY5WS(Z)-17/50T自动脱离型避雷器

发布日期:2013/12/19 10:15:36阅读次数:字号:


产品简介

     当前对输电线路供电可靠性要求越来越高,由于雷击输电线路引起的事故日益增多,尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区,雷击输电线路引起的事故更高。这不仅影响设备的正常工作,也极大地影响了人们的正常生活,给社会带来巨大的经济损失。为了减少线路的雷击事故,提高供电可靠性,可在线路上安装金属氧化物避雷器来减少线路雷击事故,为此我公司设计生产了瓷外套、有机复合外套、带脱离装置有机复合外套等金属氧化物避雷器。当避雷器在异常情况下发生故障损坏时,工频短路电流使脱离器动作,脱离器接地端自动脱开。

产品特点

    1、有机复合外套无间隙氧化物避雷器采用通流能力较强的氧化锌非线性电阻片叠加组装,密封于外套腔内,无任何放电间隙。在正常持续运行电压状态下,避雷器不动作,呈高阻状态。当大气过电压或操作过电压的幅值超过一定范围时,避雷器导通。由于氧化锌电阻片优良的非线性伏安特性,导通后其两端的残压被抑制在被保护设备的绝缘安全值以下,从而使电气设备受到保护。
    2、带脱离装置的复合外套无间隙氧化锌避雷器
    脱离装置是避雷器本体所带的一种自我保护装置,通常接在避雷器的底部,避雷器通过其接地。当避雷器在系统雷击或操作过电压下泄放能量,外界电动力、机械力及环境温度变化等综合作用时,脱离器不会动作,即避雷器正常工作时,脱离装置不影响其工作。当避雷器自动运行的稳定性受到损坏,或避雷器已经损坏时,脱离器迅速工作,将避雷接地线断开,避雷器电位悬空,退出运行。

技术指标

型 号
避雷器额定电压KV(有效值)
系统标称电压KV(有效值)
避雷器持续运行KV(有效值)
直流1mA参考电压不小于KV(有效值)
8/20us雷击冲击电流残压不大于KV(有效值)
电流冲击2ms方波电流A(峰值)
4/10us冲击大电流KV(有效值)
爬电比距不小于cm/KV
抗弯强度
N
HY5WS/Z-17/50T
17
12
13.6
25
50.0
100
65
2.5
>1000
HY5WS/Z-34/90T
34
20
27.2
50
90
250
65
3.0
>1000

 

 

 

 

 

 

热爆式脱离器概述:

    热爆式避雷器用脱离器主要用在10kV配电线路及设备避雷器侧和变电站10kV柜避雷器侧。
    实践证明:部分配电线路因故障退出运行,经常是由于避雷器产生故障后引发的。传统避雷器安装使用方法难以判断避雷器是故障点。延缓故障处理时间,如采用或补装热爆式避雷器用脱离器能迅速初步判明故障点,当避雷器故障损坏时能动作脱离,将故障损坏的避雷器及时与系统隔离并给出清晰标示,从而确保系统的正常运行,并方便故障点的查找及避雷器的检修更换。提高线路运行可靠性。脱离器作为避雷器的配套产品,与避雷器串联使用,国外已普遍配套使用脱离器,国内也已逐渐大量应用。
  1、热爆式脱离器结构原理及特点
    热爆式脱离器具有一旦动作则可以快速分断、灭弧效果好及运行可靠性高的优点,又加入小工频故障电流下的动作功能,使脱离器的技术性能得以完善。
    热爆式脱离器采用导电硅橡胶制成的电阻器并联于放电间隙上,既是避雷器的泄漏电流通道,又是脱离器小工频故障电流下动作的发热源,从而可使得脱离器结构原理合理,运行可靠,与我国电网的特点相适用及与避雷器的故障损坏机理相匹配。

    2、技术性能要求

    脱离器与避雷器串联使用,其技术性能应满足:
    a) 正常使用条件应与串联使用的避雷器相同;
    b) 应具有与避雷器相同的耐受特性;
    c) 应具有良好的动作安秒特性,适用我国电网的特点及与避雷器的故障损坏机理相匹配;
    d) 应有适当的机械强度。

    3、设计与计算

    3.1结构设计
    新型热爆式脱离器采用导电硅橡胶制成的电阻器并联于放电间隙上。为使脱离器体积小型化,电阻器制成环状,放电间隙的上、下电极分别置于电阻器的上、下端面,并将电阻器压缩30%~40%,以求紧密地电气接触及起密封作用,并在环状电阻器的轴线处构成放电间隙。热爆管被放置在放电间隙的下电极内,并与下电极底面紧密接触以利于热传递。该结构设计实现了体积小型化,可方便地制成一体式和附件式产品。
    3.2电气计算
    3.2.1放电间隙距离值
    放电间隙的距离值与放电间隙击穿后的电弧能量成正比,对脱离器的耐受特性而言,放电间隙的距离值要小些好,而对脱离器的动作特性而言,则希望放电间隙的距离值大些好。放电间隙的距离值一般取0.5~3 mm,在确定放电间隙的距离值后,可通过结构设计来调控下电极与热爆管间的热传递量,从而实现脱离器耐受特性与动作特性间的统一。
    3.2.2动作起始电流值
    脱离器的动作起始电流值的确定应考虑以下几个因素:
    a) 金属氧化物避雷器在持续运行电压作用下,若流过其电阻片柱的工频电流达数毫安时,电阻片开始升温,表现出老化迹象,达数十毫安时,就开始了其不可逆转的老化,达到数百毫安时,其老化速度明显加快,而当达到数安培时,则迅速崩溃;
    b) 金属氧化物避雷器在系统暂态工频过电压作用下,等值附盐密度为0.03 g/mm2(Ⅲ级污秽)时,其外套表面的泄漏电流值可高达数百毫安;
    c) 小容量中性点非有效接地系统单相对地故障电容电流小,可在2 A以下。
    综合上述几个因素,脱离器的动作起始电流值取0.5 A是适宜的。
    3.2.3电阻器阻值
    试验表明,电阻器300 W的发热量为脱离器可靠动作的最低发热量要求。按P=I2R计算可得,为使脱离器能在0.5 A工频故障电流下可靠动作,电阻器的阻值应为1.2 kΩ。当放电间隙的距离值取1 mm(其工频击穿电压约2.4 kV)时,按I=U/R计算可得,使放电间隙击穿放电的工频故障电流为2 A。如此,2 A以下的工频故障电流全部流经电阻器,仅由电阻器作为发热源来加热热爆管,实现脱离器在小工频故障电流下的可靠动作;而超过2 A的工频故障电流在电阻器上的压降则使放电间隙击穿放电,由间隙电弧作为主要发热源使热爆管快速升温,从而使脱离器能在大工频故障电流下迅速动作。
    电阻器的阻值与电阻器的结构尺寸及所用导电硅橡胶的体积电阻率有关,在结构尺寸设计确定后,可通过调整导电硅橡胶的配方工艺来获得所需的体积电阻率,从而得到所需的阻值。
    对所设计的新型热爆式脱离器进行了型式试验,其耐受特性见表1,动作安秒特性曲线见表2。
 

 电流值
 2mS方波
 4/10uS
600(A)
100kA
脱离时间(S)
不脱离
不脱离
表1  脱离器耐受特性
 
 工频
 工频
 工频
 工频
0.5A
2A
20A
200A
15
5.0
0.5
0.04
表2  脱离器动作安秒特性曲线

    4、应用

    脱离器与避雷器串联使用可确保系统的安全运行,实现避雷器的免维护。新型热爆式脱离器因具有完善的技术性能,而使其推广应用成为可能。(脱离器的安装使用见图2)
    脱离器的安装应使得脱离器能自由动作并形成足够的空气间隙,以使故障损坏的避雷器与系统能可靠隔离,从而确保不影响系统的正常运行。脱离器的应用可避免因避雷器故障损坏而造成的系统事故,实现避雷器的免维护,是确保系统安全运行的必要设备; 
 

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