避雷器殘壓說的是,當(dāng)沖擊電流通過時(shí),避雷器端子之間會(huì)出現(xiàn)峰值電壓。這個(gè)參數(shù)直接決定了被保護(hù)設(shè)備實(shí)際要承受的過電壓水平,是絕緣配合的核心依據(jù)。我們?cè)诤侠磉x型時(shí),得兼顧多方面的技術(shù)因素,不能片面追求低殘壓,不然會(huì)給系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn),下面給大家介紹一些專業(yè)的選型要點(diǎn)。

一、殘壓選型的核心原則
其一,要明確測(cè)試條件。殘壓值必須和測(cè)試電流波形及幅值相關(guān)聯(lián)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通常以8/20μs波形、標(biāo)稱放電電流(像20kA)作為基準(zhǔn)。就500kV線路避雷器來說,要求殘壓≤1040kV(8/20μs波形);拿220kV出線避雷器來說,雷電殘壓需要≤520kV。不同電流參數(shù)下的殘壓值不能直接比較。
其二,要平衡殘壓與持續(xù)工作電壓(Uc)。殘壓與Uc呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,要是過度追求低殘壓,就需要降低Uc值,這可能導(dǎo)致電網(wǎng)正常波動(dòng)時(shí),避雷器因吸收持續(xù)過電壓而熱崩潰。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則,對(duì)壓敏電阻型避雷器,在20kA測(cè)試電流下,殘壓控制在2kV以下(低壓系統(tǒng))就能提供足夠保護(hù),不用盲目降低。
其三,要考慮絕緣配合裕度。殘壓需要滿足被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐受要求,并且預(yù)留安全裕度,公式為:設(shè)備絕緣水平≥K×Ures。其中配合系數(shù)K的取值是,當(dāng)避雷器緊靠設(shè)備時(shí),K≥1.25(如發(fā)電機(jī)出口);當(dāng)避雷器遠(yuǎn)離設(shè)備時(shí),K≥1.4。拿10kV發(fā)電機(jī)避雷器來說,殘壓選型要低于31.1kV,這樣才能匹配其絕緣耐受峰值。
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二、殘壓與其他參數(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)
額定電壓(Ur)必須高于系統(tǒng)的最高工頻過電壓。就750kV高抗中性點(diǎn)避雷器來說,它的Ur需要覆蓋59~161kV的工頻過電壓,不然殘壓的穩(wěn)定性就會(huì)喪失。
在能量吸收能力方面,面對(duì)高殘壓耐受的場(chǎng)景(如操作過電壓),需要匹配更大的方波通流容量,拿2ms方波≥800A來說,這樣才能防止出現(xiàn)熱失效的情況。
結(jié)構(gòu)類型也會(huì)產(chǎn)生影響,帶串聯(lián)間隙的線路避雷器能夠降低殘壓,但它沒辦法配置泄漏電流監(jiān)測(cè)器,只支持動(dòng)作計(jì)數(shù)器。
三、工程選型指南
選型步驟方面,我們要先確定系統(tǒng)過電壓的類型(雷電或者操作)以及它的幅值。接著計(jì)算設(shè)備的絕緣耐受水平,再除以配合系數(shù)K,得到最大允許殘壓。然后根據(jù)電網(wǎng)的穩(wěn)定性選擇Uc,就波動(dòng)大的IT系統(tǒng)來說,要取Uc≥1.5Un。最后校核供應(yīng)商的殘壓測(cè)試條件是否符合IEC以及GB標(biāo)準(zhǔn)。
典型電壓等級(jí)參考如下,220kV系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的避雷器額定電壓是200kV,雷電殘壓(20kA,8/20μs)≤520kV;500kV系統(tǒng)的避雷器額定電壓為396kV,雷電殘壓(20kA,8/20μs)≤1050kV;750kV高抗中性點(diǎn)的避雷器額定電壓在132~144kV之間,雷電殘壓可由Ur乘以壓比(≈1.78)反推得出。
結(jié)語
恩彼邁避雷器殘壓選型是一項(xiàng)涉及多參數(shù)相互作用的系統(tǒng)工程。工程師得拋開“殘壓越低越好”的錯(cuò)誤想法,在絕緣裕度、Uc耐受性以及能量容量之間找到最佳平衡。對(duì)于高壓系統(tǒng)(≥220kV),我們還應(yīng)該通過電磁暫態(tài)仿真,驗(yàn)證在不同工況(如甩負(fù)荷、非全相運(yùn)行)下殘壓是否有效,這樣才能保證設(shè)備在全壽命周期內(nèi)的可靠性。
