避雷器通常用于当今的开关设备中,以将瞬态电压钳制在低于被馈电设备和馈电开关设备的允许BIL的水平。在某些系统配置下,在延长设备寿命方面对电机和发电机起着特殊的作用。金属氧化物压敏电阻(MOV)通常用于开关设备和中压电机控制中心(MVMCC)。
金属氧化物避雷器在比老式阀式碳化硅技术更低的浪涌电流水平下提供平稳的开启和关闭。在开关设备和中压MCC中安装MOV电涌放电器需要考虑几个物理方面,以确保可靠运行。其中最重要的是环境温度、将避雷器连接到受保护设备的导体的引线长度,以及避雷器在两相之间的间距。
额定电压(Ur):施加到避雷器端子间的最大允许电压有效值。它根据系统接地方式来确定,具体如下:
a)有效接地系统的额定电压(Ur),3~35kV系统为1~1.2倍的系统最高运行电压(Um),35kV以上系统为0.8倍(Um);
b)不接地系统的额定电压(Ur), 3~20kV系统的为1.38倍(Um),35~66kV系统的为1.25倍(Um)。电机用避雷器的额定电压(Ur)为1.25~1.30倍的电机额定电压。
而我们有些24kV应用的地区,明明中性点采用的是有效接地系统,计量按照中性点有效接地采用三相四线制接线方式,但对于工频耐受电压还是要求65kV。
24kV中性点接地系统的避雷器也没有按照接地方式采用额定电压 26kV (24~24x1.2=28.8),而是普遍采用34kV(24x1.38=33.12)等级的避雷器,这是和接地系统方式不相配的。
环境温度-金属氧化物压敏电阻的额定环境温度为-40°C至40°C,暂时最高气温为60°C。随着设备温度的升高,漏电流继续攀升。漏电流的增加导致电涌放电器温度超过MOV的额定温度。电涌放电器的内阻开始下降,器件导通电压降低。如果温度超过避雷器的热容量,则会发生热失控,避雷器在系统工作电压下打开,但不会关闭,从而导致线路接地故障。
电缆连接尾部长度——至关重要的是,必须尽量减少将电涌放电器连接到受保护设备和避雷器连接到接地母线的引线长度。在原始浪涌电压下,波继续以接近光速的速度沿系统向下传播,经过电涌放电器,直到避雷器打开,将电压钳制在避雷器放电电压。连接避雷器和被保护设备以及避雷器和接地平面的引线的电压降会对电涌放电器的放电电压产生不利影响。经验法则是,相导体和接地母线之间每英尺引线长度,避雷器放电电压降低1.6 kV/ft。在高于15kV的系统中,放电电压的降低变得更加重要,因为BIL协调裕度降低到ANSI建议的20%保护裕度以下。
裙间距离——电涌放电器由两种并联的介电材料组成。外表面通常是一种聚合物绝缘材料,沿整流器的长度产生电压梯度。这个表面距离通常被称为爬电距离。第二部分是避雷器的内部,MOV盘,标称电压下的绝缘体和高压下的导体。为了防止表面传导(跟踪),必须保持足够的相间和相间间距。建议BIL的裙板间距为1英寸/30 kV。
导体到导体的距离——除了裙到裙的间距外,在整个阵容中保持导体之间的相位间距也很重要。连接到避雷器顶部接线片的导线处于线路电位,必须保持与母线相导线相同的相间距。如果开关设备间距基于绝缘相位距离,则避雷器顶部的接线片连接必须被引导。护套应几乎不覆盖第一个裙环,并应形成从导体到避雷器第一个环的连续路径。为了避免“缩短”爬电距离,靴子可能不会接触到超过第一条裙子。
这些物理因素在确保避雷器能够正常工作方面发挥着重要作用。
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防雷减灾
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