现在我国应用的避雷器主要是氧化锌避雷器。氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器,它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。
这里主要介绍金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester,MOA)的性能。
金属氧化物避雷器是一种现代的避雷器,由于具有许多优点,已得到较广泛的应用。
1.MOA的结构特点
MOA的阀片是以氧化锌(Zn O)基压敏电阻(非线性)为基础,添加Bi2 O3,CO2 O3,Mn O2,Sb2 O3,Cr2 O3等金属氧化物,经混合高温烧结而成。其非线性比SiC好得多。在残压相同的情况下流过的电流较小,所以不用串联火花间隙,由于没有间隙,可以避免有间隙带来的一系列问题(如瓷套污染对电压分布和放电电压的影响,放电电压的分散性等),并且有较平坦的保护特性。
2.MOA的特点
(1)体积小。结构简单,具有极强的抗污性能。
(2)无间隙。大大改善了避雷器陡波响应特性,特高了对设备保护的可能性。
(3)在大气过电压下动作后,实际上无工频续流通过,可承受多次重雷击,延长了工作寿命。
(4)通流能力大,提高了动作负载能力。
(5)电气设备所受的过电压可降低。
(6)可对大容量电容器组进行保护。
(7)装入GIS(组合电器)时不存在由SF6气压变化引起的放电电压变化和间隙中电弧引起SF6分解。
(8)易制成直流避雷器。
3.MOA的性能参数
(1)MOA的额定电压。指由动作负载试验确定的避雷器上下端子间允许的最大工频电压有效值,避雷器在该电压下应能正常工作。(www.xing528.com)
(2)MOA持续运行电压。指允许持续加在避雷器两端子间的工频电压有效值,一般小于避雷器的额定电压。
(3)MOA的伏-安特性。其伏-安特性曲线如图2-63所示。
图2-63 金属氧化物避雷器伏-安特性
(4)MOA的起始动作电压。在伏-安特性的低电压区段是MOA的小电流区域;在接近拐点b处,有电流为毫安级的残压值U Nm A,一般取N=1,即1m A直流电流通过电阻元件时,在其两端所测得的直流电压值,称为MOA的起始动作电压。
N值随ZnO元件的大小组装结构而变化,一般取1～4。
(5)MOA的荷电率。荷电率表达式为
早期MOA荷电率取40%～70%,随着制造技术的改进,各制造厂都提高了荷电率,现在一般为80%。提高荷电率能减少电阻片串联片数,降低残压;但荷电率高了,会加速阀片的老化,使用寿命缩短,过高还会引起事故。
(6)MOA的温度特性。MOA运行在小电流区域,呈负的温度特性;电流超过100m A,温度的变化影响变小;电流超过100A,又呈现正的温度特性。
(7)MOA的老化特性。MOA的老化是一个值得重视的问题,除了阀片本身老化外,也不可忽视MOA本体的其他构件的老化,如内部构件的耐压、耐热性能的老化、密封部件的老化等,都要影响其使用寿命。表2-22列出了MOA的电气特性,表2-23列出了超高压电站500kV ZnO避雷器性能参数。
表2-22 MOA的电气特性
① 陡坡冲击电流残压峰值(kV)不大于。
② 雷电冲击电流残压峰值(kV)不大于。
③ 操作冲击电流残压峰值(kV)不大于。
④ 直流1m A参考电压(kV)不小于。
表2-23 500kV ZnO避雷器设备参数
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