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避雷器应用中始终要记住的十件事

May 22, 2015 • Columns, Woodworth on Arresters, 最近文章汇总

多年来,我撰写的避雷器文章涵盖了范围颇为广泛的各种主题。就我看来,在INMR第20卷的首期期刊中,把这些知识浓缩成为一些基本的避雷器原则或许很有价值。期望人们总是能够理解和尊重这些原则。为此,我挑选 出了“十条避雷器知识的真谛”,与大家商榷。 1、真正有价值的术语 虽然Uc和MCOV(最大持续运行电压)是最重要的避雷器电压额定值,遗憾的是,在IEEE或IEC的应用范围内并非总是能被合理地推广应用。每当涉及到避雷器的电压额定值时,都应该使用这些数值,这是最基本的。以我的观点来看,IEEE中“额定电压”这一术语没什么价值。而且,在IEC的市场范围,术语Ur不应该被当作额定电压。 2、距离越近越能保护好设备 不管是安装在配电变压器上还是安装在500 kV变电站,避雷器应该无一例外地尽量靠近受保护的设备。在雷电活动是主要问题的配电系统中,避雷器进出导线的电感可能引起大的电压降,从而实际上增加了钳制电压。升高的钳制电压意味着对变压器的保护作用降低。 在操作冲击和雷电冲击都是问题的变电站,避雷器和被保护变压器之间的距离不能太长,否则可能导致行进波的反射,使变压器处的电压增加到显著高于避雷器钳制电压的水平。 3、连接线和接地导线的直径 避雷器连接线和接地导线的直径常常比所需的直径大。如果仅仅考虑冲击,只需要直径约为5mm的细导线即可。然而,基于机械、故障和电晕的原因,导线直径必须更大。 当确定避雷器导线的尺寸时,每次都要确保它们能承受故障电流,不会因为磁力的作用而发生熔化或断裂。如果避雷器安装在输电线上,也应该确保连接线在弯曲点处能够承受百万次的弯曲。在电压高于100 kV的变电站内,需要增大连接线直径,消除局部放电或电晕的风险。 4、增大爬电距离会减少保护裕度 如果为了提高爬电距离而增加避雷器的长度,避雷器的固有电感也将增加。这意味着,在诸如雷电或绝缘子闪络等冲击快速上升的情况下,钳制电压上升,换言之,出现如同导线太长一样的负面影响。 如果通过加大直径或增加外部伞裙增大了爬距,而避雷器的长度没有增加,那么就不会有这种性能降低的风险。需要注意的是,长度变化对保护性能产生的影响并非总是列在制造商的产品说明上。还有一点,如果变电站或线路上的绝缘子基于污秽原因而采用了较长的爬电比距,避雷器的爬电距离也必然增加。 5、在电缆出口处的架空线杆塔上使用低残压避雷器不管是配电电压还是输电电压,线路发生故障时,如雷电或操作冲击导致绝缘故障,地下线路的修复费用都是 非常昂贵的。过渡电杆处,避雷器的钳制电压要尽可能低,确保线路具有最大的能力应对在这种情况下不可避免可能发生的双倍电压。如果在地下线路中使用可分离避雷器,又称外壳不带电避雷器,则不必一定要在过渡电杆处使用尽可能好的避雷器。 6、不需理会“每英里四个间隔”的长期做法 在美国和其它国家,人们有时会发现每间隔四或五个 杆塔安装配电线路避雷器的做法。无从知道这一‘经验法则’源于何处,但是发生雷击的时候这种做法几乎没起到改善线路运行的作用,所以,这样做显然是不正确的。如果直击雷发生在被保护杆塔的附近,这只是将冲击波传送到下一个(没被保护的)杆塔并在那里发生闪络。如果雷击发生在一个没有被保护的杆塔附近,这基 杆塔上的绝缘子将发生闪络。显然有更好的方法配置线路避雷器,获取最大的利益。 7、确保防止动物入侵的措施完全有效 如果野生动物没有被限制在带电线路的关键闪络区以外,避雷器上的野生动物防护罩是无效的。只是覆盖终端以避开动物视线的做法并不足以消除动物导致的断电。真正有效的做法是防护装置必须设置屏障,这个屏障使动物无法站在接地表面上,而且身体的任何部分也无法接近关键的带电区。 8、架空线路“防雷”保护并非总是需要地线 有些情况下(例如白霜),架空地线是不理想的。在这种情况下,已经证明用避雷器代替避雷线是有效的。但是,避雷器必须安装在每基杆塔的每个相上才能实现零雷击跳闸率。乍看起来,这种选择似乎费用昂贵,但是,因为杆塔本身能够降低而且塔基费用较低,当然还省去了避雷线的费用,这实际上是高性价比的方案。 这种没有避雷线却能完全保护线路的设计,还可以免去接地工程(与土壤条件有关)的昂贵费用。 9、没有统一的额定能量值(至少目前还没有) 尚没有标准化的试验适用于这种避雷器的特性,对外公布的额定能量值或者基于一次或者基于两次脉冲。这意味着,来自两个供应商的相同额定能量值的避雷器,实际上可能是不同的。在今年晚些时候发布的最新版本IEC 60099-4和IEEE C62.11标准中,不论是哪一个供货商,避雷器额定能量值的方法是一样的。目前,没有配电型避雷器额定能量值,只有额定电流值,不久的将来将变为额定电荷值。 10、地线隔离开关在三角形和地下电路上是不可靠的地线隔离开关是有用的装置,过负荷后,地线隔离开关不仅能够从电路上断开配电避雷器,而且能够使维护人员看到发生了故障。接地故障电流也可以激活隔离开关,但地下和三角形电路上没有接地故障电流。   Jonathan Woodworth Jonathan.Woodworth@ArresterWorks.com

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