《避雷器知识全集》课件

雷电防护概论雷电作为一种自然灾害已给人类生活和社会发展造成了严重损害因此掌握雷,,电防护知识提高安全防护意识是非常必要的本课程将全面介绍雷电的形成机,,理、避雷器的原理和应用以及雷电防护的基本方法,什么是避雷器保护装置非线性元件避雷器是一种电力系统的重要保护装置用于防范由雷电、开关操避雷器是一种非线性电阻器件能够在过电压发生时快速导通并将,,作等原因产生的过电压对电力系统的危害过电压引入地线保护电力设备远离危险,避雷器的作用防止雷击过电压抑制电压过高提供设备保护避雷器可以吸收雷击或开关操作产生的冲击避雷器可以限制电压升高到危险水平保护避雷器能够快速消除过电压限制电压峰值,,,电压保护电网和电力设备免受雷击过电压电气设备免受绝缘击穿和故障的影响确保电气设备的正常运行和使用寿命,的伤害避雷器的分类按工作电压分类按结构形式分类包括低压、中压和高压避雷器适用于不同电压等级的电力系统有芝麻粒形、柱型和环形等多种形状满足不同的安装需求,,按避雷器材料分类按安装位置分类包括氧化锌、硅碳和碳化硅等具有不同的性能特点有线路型、站型和箱型等可安装在线路、变电站或设备上,,常见的避雷器种类气体避雷器氧化锌避雷器避雷针与引下线气体避雷器利用气体在过电压下击穿产生的氧化锌避雷器是目前使用最广泛的一种避雷传统的避雷针和引下线装置也是一种常见的电弧进行放电吸收过电压常见有氮气避雷器其采用氧化锌元件组成具有优异的性能避雷器可以直接将雷电引入大地保护建筑,,,,,器和六氟化硫避雷器和稳定性物和设备安全氧化锌避雷器氧化锌避雷器是一种新型的避雷器相比于传统的硫化物避雷器具有体,,积小、重量轻、响应速度快、可靠性高等优点其采用氧化锌作为主要电阻材料在电压升高时电阻迅速下降从而吸收瞬时过电压并快速将其,,,泄放至地线氧化锌避雷器广泛应用于电力系统、电气设备等领域是目前使用最为,广泛的高压避雷器避雷器的结构和工作原理主体结构1由外壳、电极、绝缘子等部件组成电气结构2包括电阻、电容及非线性电压保护元件工作原理3当受到冲击电压时非线性元件导通将电流导入地线,,保护功能4限制电压上升吸收过电压能量保护设备安全,,避雷器的主要作用是保护电网设备免受雷电和过电压的破坏它利用非线性电压保护元件的特性当受到冲击电压时快速导通将电流引向大地从而,,,限制电压上升保护电网设备免受损坏,避雷器的电压电流特性-3K20K U电压电流特性曲线避雷器的最大电压可达避雷器可承受的最大电流可达避雷器的电压电流特性曲线呈非线性关系3kV20kA-避雷器具有非线性的电压电流特性它能在瞬间导通大电流并将电压限制在安全水平这种特性使其能够在电网发生雷击或短路时快速工-,,作保护设备免受损坏,避雷器的保护特性避雷器具有以下几种重要的保护特性:避雷器的耐电压性能避雷器必须能够承受系统运行时的各种电压包括正常工作电压、暂时过电压和,持续过电压避雷器的耐电压性能直接影响其稳定性和安全性是衡量避雷器性,能的重要指标性能指标主要指标说明最高连续工作电压不大于系统最高电压保证避雷器稳定工作的倍

1.05短时过电压承受能力倍系统电压持避雷器能承受系统切15-20,续时间换产生的暂时过电压1-5μs长时过电压承受能力倍系统电压持避雷器能承受系统长

1.5-2,续时间以上时过电压10ms避雷器的能量吸收能力10MJ能量吸收单只避雷器最大能量吸收能力可达兆焦耳10℃800温升上限避雷器在吸收能量时表面温度不应超过摄氏度,8005000A电流承载避雷器在短时间内可承载高达安培的冲击电流5000避雷器的电流分布特性避雷器在工作过程中,电流并不是均匀分布的,而是根据装置的结构和工作条件产生一定的电流分布特性这种特性对于避雷器的保护性能和寿命有重要影响,需要进行分析和研究避雷器的温升特性避雷器在工作过程中会产生一定的温升其温升特性是评判避雷器性能的重要指,标之一避雷器的温升取决于其结构、材料、耐能力等多方面因素温升过高会导致绝缘损坏、加速老化严重时还可能引起爆炸,温升指标正常范围影响因素内部温升电流、环境温度、热≤60°C传导性能外壳表面温升内部温升、外壳材料≤45°C、散热性能避雷器的寿命年年3020设计寿命实际使用寿命避雷器的设计寿命通常为年实际使用过程中避雷器的寿命为年30,20左右次次101防雷击次数一次性雷击避雷器可承受次雷击而不损坏一次大的雷击可造成避雷器永久性损10坏避雷器的保护协调协调选择分层防护12必须根据电力系统的绝缘水平在电力系统中采取多层级的避和运行条件选择适当的避雷器雷保护以提高系统的抗雷击能,,类型和参数力接地要求性能匹配34避雷器的接地必须达到一定的避雷器的保护特性要与电力设接地电阻确保其正常工作备的绝缘协调确保其能有效限,,制过电压避雷器的选型考虑使用环境匹配电力设备12根据电网电压等级、预期雷电避雷器的额定电压与保护对象流等级、安装位置等因素选择的绝缘水平要匹配以确保有效,适当的避雷器型号保护兼顾经济性保护协调性34在满足技术要求的前提下选择避雷器的选型要与电网其他保,价格合理、性能优异的避雷器护设备协调确保整体保护性能,产品避雷器的安装位置高电压位置变压器旁电缆末端变电站入口避雷器应该安装在高电压线路在变压器的高压侧与低压侧之在电缆线路的末端安装避雷器在变电站的高压入口处安装避,的端部或分接点等关键位置以间安装避雷器可有效防范过电可防范因电缆线路切断等导致雷器可保护变电站免受外部过,,,更好地保护电力系统压进入变压器的过电压电压的侵害避雷器的接地要求接地良好性独立接地避雷器接地必须牢固可靠接地线避雷器应采用单独的接地极与其,,截面要足够大接地电阻应小于欧他设备的接地线分开避免接地回,1,姆路阻抗过大接地线距离防腐蚀性避雷器接地线应尽可能短线路要接地体和接地线应采用不易腐蚀,直弯曲半径应大于厘米的材质如不锈钢以保证长期可靠,30,,接地避雷器的监测和维护定期检查性能监测绝缘检测处置报废应定期检查避雷器的外观、连使用专业测试仪器定期监测检查避雷器及其连接部件的绝对于已经损坏或性能下降的避,接情况和工作状态发现问题避雷器的泄漏电流、电压电缘性能确保不会出现漏电或雷器应及时更换并按规定进,-,,,及时维修流特性等性能指标短路行无害化处理避雷器的缺陷和故障老化和腐蚀过压击穿能量吸收超限由于长期使用和恶劣环境避雷器会出现老避雷器在遭受过大电压冲击时可能会发生如果避雷器接受的瞬时能量超过其设计极限,,化和腐蚀问题导致绝缘性下降易出现故障击穿从而无法完成保护作用需选用合适会导致温度过高从而出现损坏或爆炸需,,,,,需定期检查维护的额定电压考虑避雷器的能量吸收能力避雷器的检测方法非破坏性检测电参数检测化学分析动态监测利用红外热成像、超声波等技测试避雷器的电压电流特性对避雷器内部材料进行化学分在线监测避雷器的工作电流、-术进行避雷器表面温度、绝缘、泄漏电流、动作电压等参数析可以判断老化程度预测剩温度等动态参数能够掌握实,,,性能的检测可以及时发现隐评估工作状态和保护性能余使用寿命时状态并预警异常情况,,藏的缺陷避雷器的测试标准国内外标准主要测试项目中国采用、包括过电压、过电流、能量吸收GB/T11032IEC等标准对避雷器的性能、温升等确保避雷器在各种工况60099-4,,、测试方法等做出了明确规定下的安全稳定运行检测手段合格标准利用专业试验装置如绝缘油试验避雷器必须满足各项性能指标要,系统、电流脉冲发生器等对避雷求才能通过认证并投入使用,,器进行全面测试避雷器的国内外发展国内快速发展技术创新驱动国际市场拓展近年来随着电网建设的快速推进国内避雷国内避雷器企业加大了研发投入在材料、越来越多的国产避雷器产品开始进入国际市,,,器行业迅速发展产品品质不断提升已经能结构和制造工艺等方面不断进行技术创新场在质量和性能方面与国外品牌保持竞争,,,,够满足电力系统的各种需求提高了产品的可靠性和性能力推动了中国避雷器行业的全球化进程,避雷器的应用领域电力系统风电系统避雷器在电力系统中广泛应用保护输风电场中的风力发电机和集电线路也,电线路、变电站等设备免受雷电和过需要避雷器保护以提高抗雷击能力,电压的损害轨道交通工业应用铁路、地铁、有轨电车等轨道交通系工厂、厂房、仓库等工业场所也会安统需要避雷器保护线路和设备装避雷器防范静电和过电压,避雷器的技术发展趋势智能化和数字化绿色高效12随着技术的进步未来避雷器将更加智能化并与数字化系统避雷器材料和制造工艺将更加环保节能减少碳排放提高能,,,,深度融合实现自主诊断和预测性维护源利用效率,小型化和高集成国际标准化34微电子技术的发展将推动避雷器朝着小型化、高集成的方向随着全球能源互联网建设避雷器的技术标准将日趋国际化,,发展提高可靠性和应用灵活性促进技术交流与产业合作,避雷器的注意事项安装位置接地要求监测维护环境适应性避雷器应安装在重要设备和电良好的接地是避雷器正常工作定期监测避雷器的工作状态和选用适合当地气候条件的避雷网节点附近远离易燃易爆场的前提接地电阻应控制在电气性能及时发现并解决问器型号确保其在温度、湿度,10,,所避免安装在易受干扰的位欧姆以内并确保接地线无断题更换损坏的避雷器确保、腐蚀等恶劣环境下能可靠工,,置如强磁场或电磁波环境路或接触不良整个系统的可靠性作,避雷器的市场前景行业增长随着电网现代化和智能电网建设的加速避雷器市场需求持续增长预,,计未来年复合年增长率将达到58%技术创新新型氧化锌避雷器技术不断推陈出新性能不断提升为市场发展带来,,新动力应用拓展避雷器应用领域从电力系统向工业、民用、新能源等领域不断拓展市,场空间广阔随着电网建设和智能化水平的不断提高以及新兴应用领域的不断拓展未来,,5-10年内避雷器市场整体将保持稳定增长呈现良好的发展前景,,避雷器相关法规和标准国内法规国际标准中国颁布了一系列针对避雷器的国际电工委员会发布了IEC IEC国家标准如和系列标准涵盖了避雷器的,GB11022GB/T60099,规定了避雷器的技术要求设计、试验、应用等各个方面13869,和测试方法行业标准认证要求中国电力行业还制定了一些专门避雷器必须通过相关认证如,CCC的行业标准如和认证才能在中国市场上销售和使,DL/T596DL/T,用于规范避雷器在电力系统中用818,的应用避雷器的案例分析通过分析具体的避雷器故障案例可以深入了解避雷器在实际运行中可能遇到的,各类问题以及如何预防和解决这些问题这有助于提高对避雷器运行规律的认,识进而更好地指导避雷器的选型、安装和维护,以某变电站避雷器故障为例分析故障原因及应对措施为同类问题提供参考和借,,鉴通过这种案例分析可以积累宝贵的经验提高避雷器使用的可靠性,,避雷器的未来发展方向智能化趋势绿色环保未来避雷器将更加智能化能实现自我采用环保材料降低碳排放满足可持续,,,诊断、故障预警等功能发展要求小型化趋势性能提升采用新型材料和结构使避雷器更加紧通过优化设计和新技术应用提高避雷,,凑轻便器的保护性能和可靠性总结和展望技术创新不停歇电网智能化趋势工业时代到来

4.0避雷器技术将持续发展力求实现更高效、随着电力系统的智能化避雷器也将与之配在工业的背景下避雷器将与自动化、大,,

4.0,更智能、更环保的设计未来将会看到更多合提供更智能的监测预警、动态调节等功数据、云计算等技术深度融合实现更智能,,新材料、新结构的应用提高性能和可靠性能以确保电力系统的可靠运行化的管理和维护,,。