252kV交流無間隙氧化物避雷器的可行性分析及設計

齊宇，王釩宇

（新東北電氣集團高壓開關有限公司，遼寧沈陽110025）

一.概述及可行性分析

無間隙氧化物避雷器由非線性金屬氧化物電阻片串聯和（或）并聯組成的且無并聯或串聯放電間隙的避雷器，是一種保護電器，用來限制電氣設備絕緣上承受的過電壓。它實質上是一個放電器，與被保護的電氣設備并聯，當變電站出現大氣（雷電）或操作沖擊電壓超過一定幅值以后氧化物避雷器首先釋放過電壓能量（放電）。同時將過電壓幅值限制在被保護電氣設備絕緣所能承受的允許值范圍內，并留有一定的安全裕度。此后，氧化物避雷器又自動恢復到高阻狀態，使電力系統又能正常工作。

1.產品用途

252kV交流無間隙氧化物避雷器是為限制交流252kV系統的過電壓而設計的，由非線性金屬氧化物電阻片按照電氣上串聯、而結構上并聯設計的，且無放電間隙。作為252kV六氟化硫封閉式組合電器主要元件，它有很好的過電壓保護功能，并且具有壓力釋放性能可靠、抗地震能力強、體積小、不受環境條件特別是嚴重污穢條件影響、結構簡單、安裝調試方便、運行維護安全可靠等特點。為人口綢密地區、大城市的變電站建設以及地下電廠、電站的建設提供了方便有利的條件。

2設計依據

根據公司新產品開發計劃，同時也為了本公司252kV GIS配套需要，進一步提高GIS產品技術性能和質量，降低成本，增加我公司產品的競爭力，我公司決定開發252kV交流無間隙氧化物避雷器。

二.252kV交流無間隙氧化物避雷器的設計

1.該產品應主要遵循下列現行標準要求：

a)GB/T 7354-2003《局部放電測量》

b)GB 11032-2000 《交流無間隙金屬氧化物避雷器》

c)GB/T 16927.1-1997《高電壓試驗技術第一部分：一般試驗要求》

d)JB/T 7617-1994《六氟化硫罐式無間隙金屬氧化物避雷器》

2.使用范圍

2.1 安裝適用于 戶內、戶外運行

2.2 周圍空氣溫度 不低于-40oC、不超過+40oC

2.3 電源頻率 48～62Hz；

2.4 最大日溫差不大于 25K；

2.5 地震設防烈度（正弦共振拍波0.30g）9度

2.6 使用海拔 1000m

3基本參數和主要性能指標

3.1 避雷器額定電壓 200kV（有效值）

3.2 避雷器持續運行電壓 156kV（有效值）

3.3 避雷器標稱放電電流（8/20μs） 10kA

3.4 直流1mA參考電壓不小于 290kV

3.5 1/20μs陡波沖擊電流殘壓不大于 582kV（峰值）

3.6 8/20μs雷電沖擊電流殘壓不大于 520kV（峰值）

3.7 30/60μs操作沖擊電流殘壓不大于 442kV（峰值）

3.8 2ms方波電流18次 1000A（峰值）

3.9 避雷器的持續電流全電流不大于 2mA(有效值)阻性電流不大于 0.4mA(峰值)

3.10 避雷器的工頻參考電壓大于 200kV

3.11 避雷器大電流沖擊耐受（4/10μs）100kA（峰值）

3.12 避雷器對地絕緣耐受電壓

1分鐘工頻耐受電壓 460kV（有效值）

雷電沖擊耐受電壓（1.2/50μs） 1050kV（峰值）

3.13 在1.05倍持續運行電壓下局部放電量不大于 5pC

3.14 SF6氣體額定壓力（20℃） 0.6MPa

3.15 SF6氣體水分含量不大于 250μL/L

3.16 避雷器的年漏氣率不大于 1%/年。

4.Y10WF-200/520型252kV GIS用單相罐式氧化物避雷器的整體結構設計

4.1 罐體的結構設計

為了保持與原外購避雷器相聯的零部件不變，本罐體設計的部分尺寸仍保持原外購避雷器的尺寸，即外殼為?460mm,長度為1245 mm。為了避雷器的吊裝方便，在罐體的上端焊接了3個吊環。同時由于避雷器需要安裝吸附劑、充放SF6氣體閥門和在線監測儀等零部件，其罐體也需焊接相映法蘭等。

4.2 非線性電阻片裝配結構設計

氧化鋅電阻片是氧化鋅避雷器的核心元件，電阻片性能的優劣直接決定著氧化鋅避雷器產品的性能。該電阻片從專業生產廠家購買。該避雷器包含2柱電阻片，每柱由若干組電阻片組成，每組含3件電阻片（端部除外）。由于每臺避雷器的電阻片數量不同，因此在頂端加了一些導體墊，以便更好的安裝調整。為了保證頂端電場均勻，安裝了屏蔽罩，以改善電場結構。

4.3 接地裝置的結構設計

避雷器的電阻片末端與絕緣子通過導電銅板相連，而在線監測儀的高壓端子與避雷器的絕緣子用電纜相連，低壓端子通過罐體外殼接地。其中在線監測儀是向專業制造廠家購買的。

4.4 避雷器的總裝

將非線性電阻片裝配裝于罐體內，與接地裝置相連接，再裝配一些零部件既可完成避雷器的整體裝配。其中：盆式絕緣子、導體、吸附劑、密封圈、接線端子、氣體管路、靜觸頭、連板等均采用220KV GIS產品的通用部件，不需另行設計。