影響無(wú)間隙金屬氧化物避雷器額定電壓選擇的因素

避雷器廠家的額定電壓是施加到避雷器端子間的最大允許工頻電壓有效值，按照此電壓所設(shè)計(jì)的避雷器，能在所規(guī)定的動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)中確定的暫時(shí)過(guò)電壓下正確的工作。按照國(guó)際電工委員會(huì)（IEC99-4）及GB11032-2000對(duì)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器的規(guī)定，避雷器在60℃溫度下，注入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的能量后，必須能耐受相當(dāng)于額定電壓數(shù)值的暫時(shí)過(guò)電壓至少 l0s，而不發(fā)生熱崩潰。

將避雷器廠家預(yù)熱到60℃并分別經(jīng)受到大電流或線路放電等級(jí)能量負(fù)載后，允許施加在避雷器上工頻電壓持續(xù)時(shí)間及不發(fā)生損壞或熱崩潰相應(yīng)工頻電壓值的數(shù)據(jù)被稱之為避雷器工頻電壓耐受時(shí)間特性。避雷器可耐受額定電壓暫時(shí)過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間為l0s，如果暫時(shí)過(guò)電壓持續(xù)時(shí)間短于l0s，耐受暫時(shí)過(guò)電壓的幅值可以提高，反之就可以降低，暫時(shí)過(guò)電壓的幅值高于或低于避雷器額定電壓，其作用時(shí)間可以短于或長(zhǎng)于l0s，那么在進(jìn)行避雷器額定電壓的選擇時(shí)，可根據(jù)不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式，用避雷器工頻電壓耐受時(shí)間特性曲線進(jìn)行校核。

在我們沿用多年的避雷器產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》GB11032-1989中，有關(guān)避雷器工頻電壓耐受時(shí)間特性第5.11條是這樣規(guī)定的“對(duì)用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的額定電壓 3.8-12.7kV的電站避雷器和配電避雷器應(yīng)在1.3倍額定電壓下耐受2h，在額定電壓下耐受24h?！?按照該條款，以中壓l0kV中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)為例，避雷器應(yīng)在13kV的工頻電壓下耐受2h，按照無(wú)間隙金屬氧化物避雷器耐受工頻電壓時(shí)間特性，一般l0s比2h耐受工頻電壓要高出15%-25%。那么根據(jù)定義，避雷器的額定電壓應(yīng)為13kV的1.3 倍，即為17kV，該結(jié)果與IEC對(duì)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器額定電壓的定義是吻合的。但同時(shí)我們注意到，該條款的前提是對(duì)用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的額定電壓3.8-12.7kV的電站避雷器，這顯然與我們的計(jì)算結(jié)果17kV相矛盾。這大概也就是在2000 年8月1日開始實(shí)施的《交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器》 GB11032-2000/IEC60099-4：1991（以下簡(jiǎn)稱《新標(biāo) 準(zhǔn)》）中，該條款不再出現(xiàn)的原因。在《新標(biāo)準(zhǔn)》第6.13條中，指出了避雷器工頻電壓耐受時(shí)間特性對(duì)于選擇避雷器的額定電壓是必要的，卻未能詳細(xì)提及暫時(shí)過(guò)電壓幅值及持續(xù)時(shí)間要求。而各個(gè)制造廠家給出的避雷器工頻電壓耐受時(shí)間特性是不同的，這就造成選用上的困難。這樣，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行避雷器的選用時(shí)，必須將中壓系統(tǒng)的接地方式和運(yùn)行方式考慮在內(nèi)。對(duì)于不同的中壓系統(tǒng)接地方式中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)（直接接地或經(jīng)低電阻接地）或非有效接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)絕緣經(jīng)消弧線圈或高電阻接地），金屬氧化物避雷器額定電壓是不同的。原因在于：對(duì)中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，發(fā)生一相接地故障時(shí)，不立即跳閘，其他兩健全相對(duì)地電壓升為線電壓，接地故障持續(xù)一段時(shí)間（可能超過(guò)2h，冷縮電纜終端），按照無(wú)間隙金屬氧化物避雷器耐受工頻電壓時(shí)間特性，一般l0s比2h耐受工頻電壓要高出15%-25%，因此中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器額定電壓是中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器額定電壓的1.3倍。

由上述可看出，避雷器自身的工頻電壓耐受時(shí)間特性及電力系統(tǒng)的接地方式都會(huì)影響避雷器的額定電壓的選擇。

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