探討氧化鋅避雷器的選型

摘要：針對一些單位使用氧化鋅避雷器存在選型不當的現狀，導致避雷器在運行中起不到應有的保護作用，甚至容易發生事故，威脅到電網的安全運行。據此結合氧化鋅避雷器的分類，對選型中常見錯誤進行闡述，提供給相關人員借鑒。

關鍵詞：避雷器；分類；選型

引言

氧化鋅避雷器是20 世紀 70年代出現的性能優良的電壓保護裝置，我國從日本引進氧化鋅避雷器技術及裝備，由引進到吸收、消化、技術改進用了 3年時間，于80年代中期達到國際先進水平。但是由于生產廠家優劣不齊，設計部門選型不當，運行部門維護經驗不足，由此引發的電網事故時有發生。

1避雷器選型誤區

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誤，使得氧化鋅避雷器在實際運行中根本起不到應有的保護作用。根據多年現場經驗，選型錯誤主要表現在以下方面。

1.1選型時未考慮環境條件

氧化鋅避雷器選型時應按照使用地區的環境溫度、海拔高度、風速、污穢等級、地震烈度等條件選擇，所以用戶在訂貨時要作具體要求。

1.2選型時未考慮保護對象

氧化鋅避雷器選型時應按照被保護的對象確定避雷器的類型，保護對象不同，避雷器的型號也不同。

現以10 kV系統發電機為例加以說明。電站型的氧化鋅避雷器與發電機型的氧化鋅避雷器型號與參數都有差別。發電機的額定電壓為10.5 kV，一般情況下，發電機出口安裝有避雷器防止雷電過電壓對發電機的侵害。應選擇發電機型的氧化鋅避雷器，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。

1.3避雷器特性參數選擇錯誤

氧化鋅避雷器最重要的參數有3個。一個是氧化鋅避雷器額定電壓、一個是氧化鋅避雷器標稱殘壓、一個是氧化鋅避雷器標稱放電電流。下面以HY5WZ-17/45型為例來說明。

1.3.1氧化鋅避雷器的額定電壓

指允許加在避雷器兩端間的最大工頻電壓的有效值，是在60℃溫度下注入規定能量后能耐受額定電壓10s，隨后在持續運行電壓下耐受30 min，能保持熱穩定，不發生熱擊穿。

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到17 kV左右氧化鋅避雷器就會開始工作。這個參數不能過低，否則容易導致氧化鋅避雷器負擔過重燒毀。

氧化鋅避雷器的主要任務是保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態過電壓沖擊而損壞。

表1 無間隙氧化鋅避雷器的技術參數

以表1為例，選型時若避雷器的額定電壓選擇較高，則其允許的持續運行電壓就高，標稱電流下的殘壓也隨之提高，保護裕度就會減小，對被保護設備的絕緣所受的電應力就會增大。如：系統標稱電壓為6 kV，選擇HY5WZ-17/45型避雷器，持續運行電壓為13.6 kV，標稱電流下的殘壓為45 kV，則對被保護設備的絕緣要求很高；反之，若避雷器的額定電壓選擇得較低，則其允許的持續運行電壓就低，標稱電流下的殘壓也隨之降低，保護裕度就會增大，但有可能帶來安全事故。如選擇HY5WZ-7.6/27型避雷器，持續運行電壓為4.0 kV，標稱電流下的殘壓為27 kV，則對被保護設備的絕緣要求降低，但持續運行電壓4 kV ≤ 1.99x6x1.15√3=7.9 kV（按暫時過電壓最嚴重情況，即單相接地與甩負荷同時發生考慮，所以對避雷器安全運行構成威脅。因此，氧化鋅避雷器選型時應根據保護設備類型、系統電壓等級、持續運行電壓、故障切除時間、運行時過電壓幅值等情況，選擇最佳的避雷器額定電壓值，以取得較大的保護裕度。根據同煤集團供電系統電壓等級和保護設備的不同情況，筆者給出氧化鋅避雷器額定電壓的選擇建議（見表2），提供同行參考。

表 2無間隙氧化鋅避雷器額定電壓的選擇

1.3.2氧化鋅避雷器的標稱殘壓

HY5WZ-17/45型號中的45表示雷電標稱殘壓，可以簡單地將其理解為出現最嚴重雷擊的時候，避雷器至少可以把過電壓峰值限制在45 kV以下。這個參數實際上是避雷器最重要的參數，因為整個系統絕緣配合的基礎就在這里樁意殘壓與被保護設備絕緣水平的配合）。我們不斷地說降低殘壓好，就是因為降低了避雷器殘壓，也就等于提高了系統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。有間隙氧化鋅避雷器雖然可以進一步降低殘壓，但是同樣不是無限降低，同樣存在一個底限。

1.3.3氧化鋅避雷器標稱放電電流

HY5WZ-17/45型號中的5表示標稱放電電流。標稱放電電流是用來劃分避雷器等級的波形8/20 μs的雷電沖擊電流峰值，無間隙氧化鋅避雷器按遠方雷電侵入波的概率統計及變電站的重要性，一般可按表3選擇。

表3無間隙氧化鋅避需器標稱放電電流的選擇

2避雷器的使用管理

闡述氧化鋅避雷器的選型誤區是提醒相關人員在選型時應詳細提供安裝地點的環境條件、被保護的對象等資料，以避免因選型不當而發生事故。要在做到正確選型的同時，還應加強相關方面的管理措施。

①選擇有先進的工藝設備和完善的檢測手段的生產廠，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，才能提高產品的運行安全可靠性。

②在氧化鋅避雷器使用前，應該對其有關技術參數進行測量，以確保氧化鋅避雷器安裝質量。

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每年雷雨季節來臨前，要及時對氧化鋅避雷器做預防性試驗。

⑤加強電網諧波的治理力度，在有諧波源的母線段增設動態無功補償和濾波裝置，以使電網的高次諧波值控制在國家標準允許范圍內。

3結束語

使用單位只要正確選擇氧化鋅避雷器的型號，提高安裝驗收質量，加強運行管理，科學合理地開展設備檢修，氧化鋅避雷器就能發揮出優良的保護作用，從而確保電力系統安全穩定運行。