氧化鋅避雷器是電力系統(tǒng)中重要的電力設(shè)備之一，其類型主要有維護(hù)空隙、閥式避雷器和氧化鋅避雷器。現(xiàn)在，在電力系統(tǒng)中使用較多的是氧化鋅避雷器，與傳統(tǒng)的閥式避雷器比較，氧化鋅避雷器的電阻閥片具有優(yōu)異的非線性伏安特性，在作業(yè)電壓下電阻值很高，流過(guò)避雷器的電流很小，而當(dāng)遭受過(guò)電壓時(shí)，電阻值很小，殘壓也很低，避雷器處于導(dǎo)通狀況，能敏捷釋放過(guò)電壓能量，能有用維護(hù)電氣設(shè)備。但是，要充分發(fā)揮避雷器的維護(hù)可靠性，就必須根據(jù)被維護(hù)設(shè)備的具體情況，來(lái)挑選相應(yīng)的避雷器，如若挑選不當(dāng)，不但不能發(fā)揮其應(yīng)有的效果，甚至?xí)l(fā)生事故。

1選型過(guò)錯(cuò)形成避雷器擊穿事故

1.1事故通過(guò)

某蓄能電站裝有3臺(tái)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)，機(jī)組額外電壓為13.8kV，中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地。3臺(tái)機(jī)組與3臺(tái)主變壓器采用單元接線，機(jī)組與主變壓器之間設(shè)置有真空斷路器。而且電站設(shè)置了1套變頻發(fā)動(dòng)裝置供3臺(tái)機(jī)組電動(dòng)工況發(fā)動(dòng)之用。為了抑制真空斷路器的操作過(guò)電壓，維護(hù)機(jī)組，3臺(tái)機(jī)組真空開(kāi)關(guān)柜內(nèi)均安裝了金屬氧化鋅避雷器，其型號(hào)為HY5WS-17/50

某日02時(shí)04分，電站1號(hào)機(jī)組經(jīng)變頻器發(fā)起抽水，02時(shí)08分，1號(hào)主變低壓側(cè)C相電壓降低，變頻器缺點(diǎn)動(dòng)作跳開(kāi)輸入開(kāi)關(guān)，接著1號(hào)機(jī)組低壓過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，1號(hào)機(jī)組抽水發(fā)起失利。工作人員當(dāng)即停機(jī)查看，發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)發(fā)起母線C相避雷器被擊穿，C相單相接地，一起導(dǎo)致與發(fā)起母線聯(lián)接的05、06、07號(hào)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的避雷器均有不同程度損壞。

1.2原因分析

缺點(diǎn)發(fā)生前，機(jī)組在正常的抽水發(fā)起過(guò)程中，未進(jìn)行其他操作，氣候狀況良好，通過(guò)過(guò)后的缺點(diǎn)錄波顯示，也未發(fā)生雷擊和其他過(guò)電壓現(xiàn)象。因此，發(fā)生避雷器擊穿，引起單相接地應(yīng)該是避雷器本身缺點(diǎn)引起的。發(fā)生C相避雷器擊穿單相接地后，A、B相的電壓當(dāng)即上升，形成與發(fā)起母線相連的05、06、07號(hào)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的避雷器均發(fā)生了損壞。

通過(guò)查看發(fā)現(xiàn)，避雷器的選型存在問(wèn)題。避雷器持續(xù)工作電壓是答應(yīng)耐久地施加在避雷器端子間的工頻電壓有效值，關(guān)于無(wú)空隙避雷器，工作電壓直接作用在避雷器的電阻片上，會(huì)引起電阻片的劣化，因此，為了保證必定的使用壽命，長(zhǎng)時(shí)間作用在避雷器上的電壓不得超越避雷器的持續(xù)工作電壓，避免引起電阻片的過(guò)熱和熱崩潰。按照避雷器的選擇原則，在中性點(diǎn)非直接接地體系中，若單相接地缺點(diǎn)在10s以上才切除的，避雷器持續(xù)工作電壓應(yīng)不小于體系線電壓Um。該電站發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地，發(fā)電機(jī)額定電壓為13.8kV，因此，選擇避雷器的持續(xù)工作電壓應(yīng)不小于13.8kV。但是，該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50，此類型避雷器是配電用避雷器，不是發(fā)電機(jī)專用避雷器，其持續(xù)工作電壓只需13.6kV，低于發(fā)電機(jī)額定電壓，不滿足避雷器長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)工作要求。因此，該電站發(fā)電機(jī)避雷器在發(fā)生單相接地后大面積損壞，與避雷器持續(xù)工作電壓選擇過(guò)低有直接關(guān)系。

2選型注意事項(xiàng)

2.1類型的選擇

氧化鋅避雷器選型時(shí)應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的目標(biāo)確認(rèn)避雷器的類型，保護(hù)目標(biāo)不同，避雷器的類型也不同。還以上面電站為例，按照發(fā)電機(jī)避雷器序列選擇，額定電壓為13.8kV的發(fā)電機(jī)應(yīng)選擇類型為YH5WD-17.5/40的避雷器，而該電站選擇的避雷器類型為HY5WS-17/50，為配電用避雷器，兩種避雷器主要參數(shù)見(jiàn)表：

該電站機(jī)組已運(yùn)轉(zhuǎn)20年以上，依照相關(guān)規(guī)程規(guī)則，發(fā)電機(jī)工頻實(shí)驗(yàn)電壓為1.3~1.5Un=17.9kV~20.7kV，一般發(fā)電機(jī)繞組的沖擊系數(shù)為1.25，那么發(fā)電機(jī)繞組的沖擊絕緣水平為1.25*（17.9kV~20.7kV）*√2=32.2~37.25kV。若發(fā)電機(jī)出口安裝配電避雷器、當(dāng)發(fā)電機(jī)遭受過(guò)電壓時(shí)，避雷器動(dòng)作，將過(guò)電壓限制在不大于50kV殘壓下，比發(fā)電機(jī)絕緣沖擊電壓高了近13kV，50kV的避雷器殘壓忽然加在發(fā)電機(jī)絕緣上，可能會(huì)造成發(fā)電機(jī)絕緣擊穿。而發(fā)電機(jī)專用避雷器殘壓只有35.6kV，比發(fā)電機(jī)絕緣沖擊電壓低，這樣發(fā)電機(jī)絕緣將相對(duì)安全得多。

2.2額外電壓的挑選

避雷器額外電壓是施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值，型號(hào)為YH5WD-17.5/40的避雷器，其額外電壓為17.5kV，表明當(dāng)過(guò)電壓有效值到達(dá)17.5kV，避雷器就會(huì)開(kāi)始作業(yè)。

在相同的體系標(biāo)稱電壓下，避雷器的額外電壓選得越高，在運(yùn)轉(zhuǎn)中通過(guò)避雷器的漏電流越小，對(duì)減輕避雷器的劣化有利，可以提高運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。但另一方面，避雷器的額外電壓高了，殘壓也相應(yīng)增高了，在同樣的絕緣水平下，保護(hù)裕度會(huì)下降，這兩方面是對(duì)立的。因而，在挑選避雷器額外電壓時(shí)，要充分考慮被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平。

2.3繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓Uc的挑選

氧化鋅避雷器繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓是指長(zhǎng)期作用在避雷器上的最高工頻電壓的有效值，在挑選避雷器繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓時(shí)，要考慮體系的中性點(diǎn)接地方法。在中性點(diǎn)直接接地體系中，接在相對(duì)地的無(wú)空隙避雷器，其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓應(yīng)不低于體系的最高作業(yè)相電壓。在中性點(diǎn)非直接接地體系中，如果單相接地毛病在10s及以內(nèi)切除，無(wú)空隙避雷器其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓應(yīng)不低于體系的最高作業(yè)相電壓。如果單相接地毛病在10s以上切除，其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電壓應(yīng)一般不低于體系的最高作業(yè)線電壓。

2.4標(biāo)稱放電電流的挑選

標(biāo)稱放電電流是用來(lái)劃分避雷器等級(jí)的波形8/20μs的雷電沖擊電流峰值，型號(hào)為YH5WD-17.5/40的避雷器中5表明標(biāo)稱放電電流為5kA。無(wú)空隙氧化鋅避雷器標(biāo)稱放電電流按遠(yuǎn)方雷電侵入波的概率計(jì)算及變電站的重要性，一般可按表2挑選。

總結(jié)

在挑選避雷器時(shí)，應(yīng)根據(jù)被維護(hù)設(shè)備的特點(diǎn)，挑選相應(yīng)類型的專用避雷器，同時(shí)結(jié)合被維護(hù)設(shè)備的絕緣水平，挑選與之匹配的避雷器。無(wú)論是閥式避雷器還是無(wú)空隙氧化鋅避雷器，其作用都是約束過(guò)電壓，使之低于一定幅值，保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，被維護(hù)設(shè)備的安全是挑選避雷器的第一準(zhǔn)則。