避雷器是限制 过电压的一种主要保护电器。广义地讲,凡超过额定工作电压的电压全叫 做过电压。过电压的来源主要有两方面,一是雷云放电引起的雷电过电压,二是电力系统的 开、关操作引起的操作过电压。这两种过电压数值远远超过额定工作电压,它们作用在电力 系统上,将使电气设备绝缘损伤,寿命缩短,甚至造成停电事故。
避雷器的作用就是与被保护电气设备并联,当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器 立即动作,将过电压电荷泄放到大地中,从而限制了过电压,保护了电气设备绝缘,使电网 供电正常。
避雷器分阀式和管式两大类。
一、管式避雷器
图13-8示管式避雷器的结构原理图。由图可知,管式避雷器主要由灭弧管2,内电极3 及内间隙s1,外电极5及外间隙s2几部分组成。S1为灭弧间隙,S2为隔离间隙,将灭弧管 与电网隔开。
当雷电过电压达到避雷器的冲击放电电压值 时,S1与S2同时被击穿,雷电流被导人大地,将 过电压限制到避雷器的放电电压值。电弧高温作用 下,灭弧管内壁的产气材料剧烈气化,灭弧腔内压 力急剧增高,高气压气体从喷口4喷出,产生强烈 的吹弧作用,将电弧熄灭。约0.01 ~0.02s, s2恢 复绝缘状态,系统恢复正常运行。
管型避雷器的优点是灭弧能力强,能将幅值很 高的雷电压迅速下降到零,泄放大量的雷电起 保护线路绝缘的作用。
管型避雷器的缺点是每放电一次,灭弧管材料被消耗一部分,寿命有限。另外避雷器 两端电压突然下降到零值,将产生截波,而截波容易损坏变压器匝间绝缘。因此,管式避雷只能用作电力线路保护及电站的进线保护。
二、普通阀型避雷器
图13-9示阀型避雷器结构。由图可知,阀型避雷器由密封在瓷套内的火花间隙和具有非线性电阻特性的阀片串联组成。火花间隙采用多间隙串联结构形式,每个火花间隙由两个黄铜电极及一个厚0.1~1mm的云母垫圈组成,云母垫圈将铜片隔开,由于电极间距离很小,电极间近视为均匀电场。阀片也采用串联形式,单个阀片是用金刚砂(SiC)和结合剂(如方解石、水玻璃或瓷泥等)模制成饼形(直径为55~100mm),在一定的温度下焙烧而成。阀片的两面喷涂铝粉,使串联阀片间接触良好,阀片的侧面涂以无极的绝缘瓷釉,防止表面闪络。阀型避雷器随工作电压的升高而增加串联间隙数量及串联阀片数量。
系统中无雷电压过电压时,阀型避雷器中各火花间隙起绝缘作用。当系统中有雷电过电压入侵时,火花间隙击穿,大的冲击电流通过阀片浸入大地,释放过电压电荷,之后间隙间电弧熄灭.
阀型避雷器的优点在阀片电阻上。阀片电阻两端所加的电压高时,其阻值变小,反之,其阻值较大。这样,当雷电流流过避雷器时,避雷器上的残压不高,当雷电流过后,阀片电阻可将续流限制到很小的数值,以便于火花间隙灭弧。可见阀片电阻像自动阀门一样,电压高时,阀门开大,让大电流流过;电压低时,阀门开小,限制工频电流流过。
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