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碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器的比较

来源:登瑞电气    发布于:2012-3-24 15:50:15    点击:45    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

    *近二十年,避雷器技术有两种基本的变化。*先,是一种以碳化硅为基本元件的简单的火花间隙避雷器,随后又发展为磁吹阀式避雷器。但是,它们都是以碳化硅电阻为基础的避雷器,称为碳化硅避雷器。第三代避雷器是所谓的无间隙避雷器,它是以更强的非线性金属氧化物作为基本元件的,这即众所周知的氧化锌避雷器。由于其优良的特性,已被迅速引进到各电压等级。在50kV以上的新建工程中,氧化锌避雷器正在成为专用避雷器。金属氧化物避雷器的高能量吸收力,保护性能稳定,而且残压低,不但在理论上如此,在全世界十年以上的实践经验也表明如此。 

    碳化硅避雷器仍在36kV以下的配电中使用,也许还将会使用更长一些时间,这有以下三方面原因。
    *一,不存在要立即降低该避雷器残压的技术要求,所以碳化硅避雷器还是有价值的。
    第二个原因就是许多**实际上中压电网的中性点为非有效接地。为了减小短路电流,变压器的中性点通过一个线性电阻接地,或通过限流电抗器接地(如消弧线圈)。因此,既使出现单相接地故障,电网也将运行一段时间而不会拉闸。双重接地故障和长距离小电流接地故障引起的相电压不平衡是可以接受的,这时健全相不会有故障电流流过,但其电压实际已上升至线电压。因此避雷器必须标线电压,金属氧化物避雷器也是如此。在中性点有效接地系统中,金属氧化物避雷器在保护水平上没有明显优势。
    第三个原因则是金属氧化物避雷器的价格稍为贵些。但是,随着运行人员价值观念的改变,那种认为“便宜的避雷器”不可靠日益风行,并且金属氧化物避雷器价格已不再重要。而这种长寿命,高可靠性的新型避雷器会带来更快的回报。
    前面所述保留传统避雷器的二种观点,即较大的保护裕度和较低的接地故障电流,已愈来愈不重要了。因为客观的经济评价显示出有必要重新认识其内在的技术特性。
    由于绝缘的老化的特性,尤其对于变压器和电缆,以及户外绝缘的污染,导致了提高中压电网绝缘强度的必然性。而我们恰恰希望一种更低残压的避雷器和一个更低的电网绝缘强度要求,这会使其绝缘及其它电气元件延长使用寿命,减少污闪。尽管这种效益很难从理论和文献上准确地预测,但近年来的供电实践强有力地证明了这个希望是能实现的。

碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器 
    碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器主要有两方面不同:保护水平和能量吸收能力。保护水平用避雷器两端出现的*高电压来定义,对于碳化硅避雷器就是其放电电压,即此时火花放电。我们也可称其为残压,即此时的电压降是由流过的放电电流所产生的。电流越大,电压越高,能量越大。此时,串联的Sic阀片会呈现高阻抗,当工频电压下次过零时,放电间隙就能切断续流。尺寸设计优良的碳化硅避雷器的残压和放电电压差不多相等,因两者都与冲击波形有关,由制造厂确定的“a,b,c”三点表示了*大的过电压倍数,而由“d”点表示的是50Hz的放电电压*小值。实践表明,由于制造有误差,将会存在散射区,尤其是碳化硅避雷器。
    操作电压很难引起火花放电,也是这类避雷器的优点。但此电压虽然不高,可是有数毫秒之长,这时放电间隙的电侵蚀会使避雷器放电电压的准确性变坏。无间隙避雷器不表示放电电压。和碳化硅避雷器相比,残压的上升是相当平缓的。保护水平(残压)的随电流而变化的。
    如果想比较碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器的残压,那么必须在同一电流的基础上比较。当碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器同时流过10kA冲击电流时,金属氧化锌避雷器残压的明显改进是其*为陡峭的过电压波形,30μs后才是所谓操作过电压下的残压波形。而这种陡波仅在雷电冲击时出现。然而,这是很危险的,因为配电变压器对陡波很敏感。而且避雷器和变压器的距离也很重要,即所谓的“分离效果”。
    电网中的操作过电压是一种典型的非常危险的电压振荡,如在截流时,*高可至三至五倍的相电压,有时甚至更高,振荡频率由电网参数决定。在数千赫兹范围内。当几百安培的电流通过时,金属氧化物避雷器会限制振幅在较低操作电压保护水平内,电网中的感性贮存能量也会通过避雷器流入大地。另一种危险的过电压形式是,在操作大容量电容器组,电缆网络,补偿性电池组等产生的,这种现象应予注意。在操作电容器组时,有缺陷的操作装置,负荷开关,或者高压熔断器都可能引起重击穿或电弧重燃。当电容器出现过电压时,是通过避雷器卸流的。因此,这就要求氧化锌避雷器必须在操作过电压下有较低的残压并伴有大吸收能量。这就是以往只有使用火花间隙避雷器,并且是*一的代价高昂的解决办法。而金属氧化物避雷器能量吸收力要比同规格的碳化硅避雷器高三到五倍。
    因为金属氧化物避雷器有较低的残压,所以会比碳化硅避雷器释放过电压次数更多些。同时性能也不会变坏。事实上,碳化硅避雷器不能抵御长时间的操作过电压对火花间隙的侵蚀。只要金属氧化物避雷器不过载,那么它的性能是稳定的。调查表明:数千次过电压后,金属氧化物避雷器的特性没有任何变化。
    金属氧化物避雷器也能在交流电压下短时过载,暂时工频过电压(TOV)产生的放电电流不会损坏避雷器,这就是金属氧化物避雷器的短时过载能力。

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