氧化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)避(bi)雷器(qi)是電(dian)(dian)力(li)系統(tong)中重要的電(dian)(dian)力(li)設(she)備(bei)之一，其(qi)類型主要有保護(hu)空位、閥式避(bi)雷器(qi)和(he)氧化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)避(bi)雷器(qi)。現在(zai)(zai)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)力(li)系統(tong)中運用較多的是氧化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)避(bi)雷器(qi)，與傳(chuan)統(tong)的閥式避(bi)雷器(qi)比較，氧化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)避(bi)雷器(qi)的電(dian)(dian)阻(zu)(zu)閥片具(ju)(ju)有優異的非線性伏(fu)安特性，在(zai)(zai)作業電(dian)(dian)壓(ya)(ya)下電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)(zhi)很高，流過避(bi)雷器(qi)的電(dian)(dian)流很小(xiao)，而當遭(zao)受過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)時，電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)(zhi)很小(xiao)，殘壓(ya)(ya)也(ye)很低，避(bi)雷器(qi)處于導通情(qing)況(kuang)(kuang)，能敏捷開(kai)釋(shi)過電(dian)(dian)壓(ya)(ya)能量，能有用保護(hu)電(dian)(dian)氣設(she)備(bei)。可是，要充分發揮(hui)避(bi)雷器(qi)的保護(hu)可靠性，就必須根據被保護(hu)設(she)備(bei)的具(ju)(ju)體情(qing)況(kuang)(kuang)，來選擇相應(ying)的避(bi)雷器(qi)，如若選擇不(bu)(bu)當，不(bu)(bu)但不(bu)(bu)能發揮(hui)其(qi)應(ying)有的作用，甚至會產(chan)生事故。

1選型(xing)差(cha)錯構成避雷器(qi)擊(ji)穿事故

1.1事故經(jing)過

某(mou)蓄能(neng)電站裝(zhuang)有3臺(tai)發電機電動機，機組(zu)額定電壓為13.8kV，中(zhong)性點(dian)經高阻接地。3臺機組與3臺主變壓器選用單元(yuan)接線，機組與主變壓器之間設置(zhi)有真空斷路器。并且電站設置(zhi)了(le)1套變頻發起設(she)備供3臺機(ji)組(zu)電動工況(kuang)發起之用。為(wei)了按捺真空斷路器的操作過電壓，保護機(ji)組(zu)，3臺機(ji)組真空(kong)開關柜內均設(she)備了金屬氧化鋅避雷器(qi)，其型號為HY5WS-17/50

某(mou)日02時04分，電站(zhan)1號(hao)機組經變頻器建議抽水，02時(shi)08分，1號主變低壓側C相電(dian)壓下降，變頻器缺陷動作跳開(kai)輸入(ru)開(kai)關，接著1號機組低壓過流保護動作(zuo)，1號機組(zu)抽水建議(yi)失利(li)。作業人(ren)員當即停機檢查，發現1號機(ji)建議母(mu)線C相(xiang)避雷器被擊(ji)穿(chuan)，C相單相接地(di)，一同導致與建議母(mu)線(xian)聯接的05、06、07號開(kai)關柜內的(de)避(bi)雷器均有不同程度損壞(huai)。

1.2原因分析

缺(que)陷產生(sheng)前，機(ji)組(zu)在(zai)正常的(de)(de)抽(chou)水建(jian)議過(guo)(guo)程(cheng)中，未進(jin)行其他操(cao)作，氣候情況良好，經過(guo)(guo)往后(hou)的(de)(de)缺(que)陷錄波顯(xian)現，也(ye)未產生(sheng)雷(lei)(lei)擊和其他過(guo)(guo)電壓現象。因此，產生(sheng)避雷(lei)(lei)器擊穿，引(yin)起單相接地應(ying)該是避雷(lei)(lei)器本身缺(que)陷引(yin)起的(de)(de)。產生(sheng)C相避(bi)雷(lei)器擊穿單相接(jie)地后，A、B相(xiang)的電壓當即上升，構成(cheng)與建(jian)議母線(xian)相(xiang)連的05、06、07號開關柜(ju)內的避雷器均產生了損壞(huai)。

經過檢查發(fa)現，避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)的(de)(de)選型存在(zai)(zai)問題。避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)持(chi)(chi)續(xu)作(zuo)業(ye)電(dian)壓是容許耐(nai)久(jiu)地(di)(di)施(shi)加在(zai)(zai)避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)端子(zi)間的(de)(de)工頻電(dian)壓有(you)效(xiao)值(zhi)，關于(yu)無(wu)空位避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)，作(zuo)業(ye)電(dian)壓直接作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)的(de)(de)電(dian)阻(zu)片(pian)上，會引起電(dian)阻(zu)片(pian)的(de)(de)劣化，因(yin)此，為了(le)確(que)保必定的(de)(de)運用(yong)壽(shou)數，長時間作(zuo)用(yong)在(zai)(zai)避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)上的(de)(de)電(dian)壓不得超(chao)越(yue)避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)的(de)(de)持(chi)(chi)續(xu)作(zuo)業(ye)電(dian)壓，避免引起電(dian)阻(zu)片(pian)的(de)(de)過熱(re)和熱(re)潰散。依(yi)照避雷(lei)(lei)(lei)(lei)器(qi)的(de)(de)選擇準則，在(zai)(zai)中(zhong)性(xing)點非直接接地(di)(di)系統中(zhong)，若單相(xiang)接地(di)(di)缺陷在(zai)(zai)10s以上才切除的(de)，避雷器持(chi)續作業電壓應不(bu)小于系統線電壓Um。該電(dian)站發(fa)電(dian)機中(zhong)性點經高阻(zu)接地，發(fa)電(dian)機額定電(dian)壓為13.8kV，因此，選擇避(bi)雷器的持(chi)續作業(ye)電壓(ya)應(ying)不小(xiao)于13.8kV。可是，該電站選(xuan)擇的避雷器類型(xing)為HY5WS-17/50，此類型避(bi)雷(lei)器(qi)是配(pei)電(dian)用(yong)避(bi)雷(lei)器(qi)，不是發電(dian)機專用(yong)避(bi)雷(lei)器(qi)，其持續作業電(dian)壓只需13.6kV，低于發(fa)電(dian)機(ji)額定電(dian)壓，不滿足(zu)避(bi)雷(lei)器長時間安穩作業要求(qiu)。因此，該電(dian)站發(fa)電(dian)機(ji)避(bi)雷(lei)器在產生單相接地后大面積損壞，與避(bi)雷(lei)器持(chi)續作業電(dian)壓選擇過低有直接關系。

2選型(xing)注意(yi)事項

2.1類(lei)型的選擇

氧(yang)化鋅避(bi)雷器(qi)(qi)選型(xing)(xing)時(shi)應根據被保護(hu)設備的方針承認(ren)避(bi)雷器(qi)(qi)的類型(xing)(xing)，保護(hu)方針不同(tong)，避(bi)雷器(qi)(qi)的類型(xing)(xing)也不同(tong)。還以上面電站(zhan)為例，依照(zhao)發電機避(bi)雷器(qi)(qi)序列(lie)選擇，額定電壓為13.8kV的發電機(ji)應選擇類(lei)型為YH5WD-17.5/40的避雷(lei)器，而該電站選擇(ze)的避雷(lei)器類型(xing)為HY5WS-17/50，為配電用(yong)避雷器，兩種(zhong)避雷器主(zhu)要參數見表：

該電站機組已作業20年以上，依照相關(guan)規程規矩(ju)，發電機工頻實(shi)驗電壓(ya)為(wei)1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV，一般(ban)發(fa)電(dian)機繞組的沖擊系數為1.25，那么發電機繞組的(de)沖擊(ji)絕緣水平為1.25*（17.9kV~20.7kV）*√2=32.2~37.25kV。若發電(dian)機出口設備(bei)配電(dian)避雷(lei)器、當發電(dian)機遭受過電(dian)壓時，避雷(lei)器動作，將過電(dian)壓綁縛在不大(da)于(yu)50kV殘壓下，比發(fa)電(dian)(dian)機絕緣(yuan)沖擊電(dian)(dian)壓高了(le)近(jin)13kV，50kV的(de)避(bi)雷器殘壓遽然加在(zai)發(fa)電(dian)機絕緣上，可能會形成發(fa)電(dian)機絕緣擊穿。而發(fa)電(dian)機專用(yong)避(bi)雷器殘壓只要35.6kV，比發(fa)電(dian)機絕(jue)緣沖擊電(dian)壓低，這樣發(fa)電(dian)機絕(jue)緣將(jiang)相(xiang)對安(an)全(quan)得(de)多。

2.2額定電壓的選擇

避(bi)雷器額(e)定電壓是施(shi)加到避(bi)雷器端子間(jian)的最大(da)容許工頻電壓有效值，型號為YH5WD-17.5/40的避(bi)雷器，其額定電壓為(wei)17.5kV，標明當(dang)過電壓有效值抵達17.5kV，避雷器就會開端作業。

在相(xiang)同的(de)(de)(de)系統(tong)標(biao)稱電(dian)(dian)壓(ya)下，避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)選(xuan)得越高，在作業中經過避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)漏電(dian)(dian)流(liu)越小(xiao)，對減輕避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)劣化有(you)利，可以前(qian)進(jin)作業的(de)(de)(de)可靠性。但另(ling)一方面(mian)，避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)高了，殘壓(ya)也(ye)相(xiang)應(ying)增高了，在相(xiang)同的(de)(de)(de)絕緣水(shui)(shui)平下，保護裕度會下降，這兩方面(mian)是敵對的(de)(de)(de)。因此，在選(xuan)擇避(bi)雷(lei)器(qi)(qi)額定(ding)電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)，要充分考慮被保護設備(bei)的(de)(de)(de)絕緣水(shui)(shui)平。

2.3持續(xu)作(zuo)業電壓Uc的選擇

氧(yang)化鋅(xin)避(bi)雷器持(chi)(chi)續作(zuo)業(ye)(ye)(ye)電(dian)壓是指長(chang)時間作(zuo)用在(zai)避(bi)雷器上的(de)最高工頻電(dian)壓的(de)有效值，在(zai)選擇避(bi)雷器持(chi)(chi)續作(zuo)業(ye)(ye)(ye)電(dian)壓時，要考慮系(xi)統(tong)的(de)中(zhong)性點(dian)接地(di)方法。在(zai)中(zhong)性點(dian)直接接地(di)系(xi)統(tong)中(zhong)，接在(zai)相對地(di)的(de)無空位避(bi)雷器，其持(chi)(chi)續作(zuo)業(ye)(ye)(ye)電(dian)壓應(ying)不低于(yu)系(xi)統(tong)的(de)最高作(zuo)業(ye)(ye)(ye)相電(dian)壓。在(zai)中(zhong)性點(dian)非直接接地(di)系(xi)統(tong)中(zhong)，假(jia)定單相接地(di)缺陷(xian)在(zai)10s及以內切除，無空位避雷(lei)器(qi)其持續作(zuo)(zuo)業電壓應不低于系統(tong)的最高作(zuo)(zuo)業相電壓。假定單相接地缺陷在10s以上切(qie)除，其持(chi)續作業電壓應一(yi)般不低于系統的最高作業線(xian)電壓。

2.4標稱放(fang)電電流的選擇

標(biao)稱放(fang)電電流是用來區(qu)分(fen)避雷(lei)器(qi)等級的波(bo)形8/20μs的雷電沖擊(ji)電流峰值，型號(hao)為YH5WD-17.5/40的避雷器中5標明(ming)標稱放(fang)電電流為5kA。無空位氧(yang)化鋅(xin)避雷(lei)器標稱(cheng)放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流按遠方(fang)雷(lei)電(dian)(dian)侵(qin)入波的概(gai)率核算及變電(dian)(dian)站的重要(yao)性，一般可按表2選擇。

總(zong)結

在選(xuan)擇(ze)避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)時，應(ying)根(gen)據被保(bao)護(hu)設備的(de)特征，選(xuan)擇(ze)相應(ying)類型的(de)專用避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)，一(yi)(yi)同結合(he)被保(bao)護(hu)設備的(de)絕緣(yuan)水平(ping)，選(xuan)擇(ze)與之匹(pi)配(pei)的(de)避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)。無論是閥式避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)仍是無空位(wei)氧化鋅避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)，其作用都是綁縛過電壓，使(shi)之低于(yu)一(yi)(yi)定幅值，確(que)保(bao)設備安(an)全(quan)作業。所以，被保(bao)護(hu)設備的(de)安(an)滿是選(xuan)擇(ze)避(bi)(bi)(bi)雷器(qi)(qi)的(de)第(di)一(yi)(yi)準則。