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[科普中国]-避雷器持续运行电压

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避雷器持续运行电压,是允许持久地施加在避雷器两端的工频电压有效值,避雷器吸收过电压能量后温度升高,在此电压作用下能正常冷却。不发生热击穿。

基本概念避雷器的持续运行电压是避雷器的常用参数,指允许长期连续施加在避雷器两端的工频电压有效值。基本上与系统的最大相电压相当(系统最大运行线电压除以 )。1

作用该电压决定了避雷器长期工作的老化性能,即避雷器吸收过电压能量后温度升高,在此电压下能够平稳冷却,不会发生热击穿。

避雷器参数选择的基本原则避雷器在实际运行过程中长期承受工作电压,流过的泄漏电流会导致氧化锌阀片发热,随着时间的推移就会出现老化现象,进而影响避雷器的可靠性和稳定性,缩短使用寿命,危及系统安全运行。因此,在确定避雷器性能参数时,首先应该确保避雷器持续运行电压MCOV、CCOV、PCOV高于它所安装处的最高运行电压,避免避雷器吸收过多能量,加速老化。

直流避雷器的荷电率是CCOV/PCOV与参考电压的比值,表征避雷器单位阀片上的电压负荷。持续运行电压CCOV/PCOV由直流系统本身决定,因此对换流站大部分避雷器来说,荷电率直接决定了避雷器的参考电压,较低的荷电率使避雷器参考电压较高,在长期运行电压下的泄漏电流较小,不易老化;较高的荷电率使避雷器参考电压较低,可降低避雷器保护水平,对最终降低设备的绝缘水平有重要意义。

从绝缘配合的角度看,避雷器的保护水平越低就越有利于降低设备绝缘水平,从而降低设备制造难度、制造成本。但是,过低的保护水平会使避雷器在过电压应力下吸收能量过大,这就需要数量或体积非常大的避雷器来满足高能量的要求,这势必增加了避雷器的制造难度与成本,同时数量过多、体积过大的避雷器会占用较大的空间,增加了换流站避雷器及其他设备布置的难度。

特高压直流避雷器在过电压应力下吸收的能量可以通过细致的电磁暂态计算确定,其值通常要比常规直流系统避雷器大得多,这就需要采用特性完全一致的多柱避雷器并联来满足能量要求。避雷器并联方式可采用一个瓷套中多柱阀片并联或多支避雷器外并联。通常,厂家应控制多柱避雷器之间的电流分布不均匀系数在要求范围之内。

因此,在选择避雷器参数时,应综合考虑系统最大持续运行电压、荷电率、雷电和操作冲击保护水平和能量要求等因素,使得设备上的过电压水平尽可能低,但又不使避雷器的数量过多、造价过高。2

避雷器的其他常用参数避雷器额定电压施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值,按照此电压所设计的避雷器,能存所规定的动作负载试验中确定的暂时过电压下正确工作。它是表明避雷器运行特性的一个重要参数,但不等于系统标称电压。

参考电压(起始动作电压)通常以通过1mA工频电流阻性分量峰值或直流幅值时避雷器两端电压峰值定义为参考电压,从这一电压开始,认为避雷器进入限制过电压的工作范围,所以也称为转折电压。

压比指避雷器通过波形为8/20 μs的标称冲击放电流时的残压与起始动作电压之比。压比越小,表明残压越低,保护性能越好。

荷电率荷电率表征单位电阻片上的电压负荷。荷电率的高低对避雷器老化程度的影响很大,在中性点非有效接地系统中,一般采用较低的荷电率,而在中性点直接接地系统中,采用较高的荷电率。1

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学