导图社区 DL 804-2014 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则
避雷器的基础知识,包括使用环境条件,系统条件,类型划分,选择的一般程序。选型和设计和应用时的参数选择,型试试验、定期试验、抽样试验、验收试验、交接试验、预防性试验的具体要求
编辑于2022-10-11 11:42:34 广东DL 804-2014 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则
3 使用环境
3.1 正常运行条件
3.2 异常动行条件
4 电力系统条件
4.1 系统标称电压Un
4.1系统最高运工作电压Um
4.2 系统额定频率50Hz
4.3 系统接地方式
中性点有效接地系统
零序电抗与正序电抗的比值(X0/X1)为正值并且不大于3
零序电阻与正序电抗的比值(R0/X1)为正值并且不大于1
中性点非有效接地系统
中性点不接地方式
中性点低电阻接地方式
中性点高电阻接地方式
中性点谐振接地方式
4.4 接地故障因数
中性点有效接地系统
母线侧不大于1.3
线路侧不大于1.4
中性点非有效接地系统
通常不大于1.73
当接地电阻为电网总容抗的37%时, 该接地故障因数可达1.82~1.90
接地故障产生暂态过电压的确定方法参见附录A
4.5 接地故障持续时间
中性点有效接地系统
小于等于10S
中性点非有效接地系统
不接地、经消弧线圈接地、经高电阻接地
大于10S
经低电阻接地
小于等于10S
5 避雷器类型
5.1 按用途分类
电站用避雷器
配电用避雷器
并联电容器用避雷器
发电机用避雷器
电动机用避雷器
发电机中性点用避雷器
变压器中性点用避雷器
其它特殊用途的避雷器
设备的过电压保护
输电线路
串联电抗器
串联电容器
电缆护层
电流互感器
电压互感器氏压和高压侧匝间
发电机灭磁回路
本标准不适用
5.2 按结构分类
无间隙避雷器
有间隙避雷器
5.3 按外套材质分类
瓷外套避雷器
复合外套避雷器
GIS避雷器
6 避雷器选择的一般程序
(a~m)
7 避雷器的参数选择和应用
7.1 持续运行电压Uc
避雷器的持续运行电压一般相关于额定电压的75%~85%
中性点有效接地系统
持续运行电压不应低于电力系统的最高工作相电压
中性点非有效接地系统
10S及以内切除故障
Uc≥Um/1.732
10S以上切除故障
3kV~20kV系统
Uc≥1.1Um
35kV~66kV系统
Uc≥Um
7.2 额定电压Ur
7.2.2 中性点有效接地系统
通常取等于或大于安装处的最大工频暂时过电压
线路侧
1.4标幺值
母线侧
1.3标幺值
7.2.3 中性点非有效接地系统
10S及以内切除故障
通常取等于或大于安装处的最大工频暂时过电压
线路侧
1.4标幺值
母线侧
1.3标幺值
10S以上切除故障
无间隙避雷器
Ur≥kUt
k:切除单相接地故障时间系数
10S及以内切除时,k=1.0
10S以上切除时,k≈1.25
Ut:暂时过电压,kV
3~20kV系统:Ut=1.1Um
35~66kV系统:Ut=Um
Ur的建议值
10S及以内切除故障
系统标称电压:3kV
避雷器额定电压:4kV
系统标称电压:6kV
避雷器额定电压:8kV
系统标称电压:10kV
避雷器额定电压:13kV
系统标称电压:20kV
避雷器额定电压:26kV
系统标称电压:35kV
避雷器额定电压:42kV
系统标称电压:66kV
避雷器额定电压:72kV
10S以上切除故障
系统标称电压:3kV
避雷器额定电压:5kV
系统标称电压:6kV
避雷器额定电压:10kV
系统标称电压:10kV
避雷器额定电压:17kV
系统标称电压:20kV
避雷器额定电压:34kV
系统标称电压:35kV
避雷器额定电压:51kV
系统标称电压:66kV
避雷器额定电压:90kV
7.2.4 保护发电机用避雷器
Ur的建议值
发电机额定电压:3.15kV
避雷器额定电压:4kV
发电机额定电压:6.3kV
避雷器额定电压:8kV
发电机额定电压:10.5kV
避雷器额定电压:13.5kV
发电机额定电压:13.8kV
避雷器额定电压:17.5kV
发电机额定电压:15.75kV
避雷器额定电压:20kV
发电机额定电压:18kV
避雷器额定电压:23kV
发电机额定电压:20kV
避雷器额定电压:25kV
发电机额定电压:22kV
避雷器额定电压:27.5kV
发电机额定电压:24kV
避雷器额定电压:30kV
发电机额定电压:26kV
避雷器额定电压:32.5kV
7.2.5 中性点用避雷器
变压器中性点避雷器
变压器中性点绝缘为全绝缘时,避雷器的额定电压
有效接地系统:应不低于系统最高工作相电压
非有效接地系统:应不低于系统最高工作电压
变压器中性点绝缘水平
全绝缘
系统标称电压:35kV
避雷器额定电压:51kV
中性点雷电冲击绝缘水平:185kV
系统标称电压:66kV
避雷器额定电压:96kV
中性点雷电冲击绝缘水平:325kV
分级绝缘
系统标称电压:110kV
避雷器额定电压:72kV
中性点雷电冲击绝缘水平:250kV
系统标称电压:220kV
避雷器额定电压:144kV
中性点雷电冲击绝缘水平:400kV
系统标称电压:330kV
避雷器额定电压:207kV
中性点雷电冲击绝缘水平:550kV
系统标称电压:500kV
避雷器额定电压:102kV
中性点雷电冲击绝缘水平:325kV
发电机中性点避雷器
可按发电机额定相电压1.25倍选择。建议值:
发电机额电压:3.15kV
避雷器额定电压:2.4kV
发电机额电压:6.3kV
避雷器额定电压:4.8kV
发电机额电压:10.5kV
避雷器额定电压:8.0kV
发电机额电压:13.8kV
避雷器额定电压:10.5kV
发电机额电压:15.75kV
避雷器额定电压:12.0kV
发电机额电压:18kV
避雷器额定电压:13.7kV
发电机额电压:20kV
避雷器额定电压:15.2kV
发电机额电压:22kV
避雷器额定电压:16kV
发电机额电压:24kV
避雷器额定电压:18.0kV
发电机额电压:26kV
避雷器额定电压:19.0kV
7.3 参考电压Uref
工频参考电压
避雷器在工频 参考电流下测出的避雷器工频电压最大峰值除以√2(1.414)
直流参考电压
在直流参考电流下测出的避雷器上的电压
7.4 标称放电电流
用来划分避雷器等级、具有8/20微秒波形的雷电冲击电流峰值
关系到避雷器耐受冲击电流的能力和避雷器的保护特性
DL/T 620规定
66~110kV
5kA:可选
10kA:在雷电活动较强的地区,重要的变
220~330kV
可选10~20kA
35kV及以下
5kA
2.5kA
1.5kA
近区雷击一般不作为选择标称放电电流的依据,但避雷器应具有足够的大电流冲击耐受能力
避雷器标称放电电流表(表4)
电站用避雷器
额定电压Ur:414≤Ur≤828kV
标称放电电流In:20kA
额定电压Ur:90≤Ur≤468kV
标称放电电流In:10kA
额定电压Ur:5≤Ur≤108kV
标称放电电流In:5kA
配电用避雷器
额定电压Ur:5≤Ur≤34kV
标称放电电流In:5kA
并联电容器用避雷器
额定电压Ur:5≤Ur≤90kV
标称放电电流In:5kA
发电机用避雷器
额定电压Ur:4≤Ur≤25kV
标称放电电流In:5kA
电动机用避雷器
额定电压Ur:4≤Ur≤13.5kV
标称放电电流In:2.5kA
变压器中性点用避雷器
额定电压Ur:60≤Ur≤207kV
标称放电电流In:1.5kA
发电机中性点用避雷器
额定电压Ur:2.4≤Ur≤15.2kV
标称放电电流In:1.5kA
7.5 工频电压耐受时间特性
避雷器的工频电压耐受时间特性是指在规定条件下对避雷器施加不同的工频电压,避雷器不损坏、不发生热崩溃时对应的最大持续时间的关系曲线
时间范围
0.1S~20min
对于无接地故障清除装置的中性点非有效接地系统,时间应扩大到24h
避雷器应耐受数值等于额定电压的暂时过电压10S
如短于或长于10S,可以用工频电压耐受时间特性曲线校核
7.6 能量吸收能力
7.6.1 避雷器的能量吸收能力
操作冲击能量吸收能力
对330kV及以上系统用避雷器是主要考虑因素
主要采用长持续时间电流冲击进行考核
雷电冲击能量吸收能力
对220kV及以下系统用避雷器是主要考虑因素
主要采用大电流冲击进行考核
7.6.2 长持续时间电流冲击吸收能力
7.6.2.1 无间隙避雷器应具有在下列操作过电压下吸收操作冲击电流能量的能力
合空载线路和单相重合闸过电压
单相接地故障过电压,单相接地故障时在健全相上出现的瞬态过电压
故障清除过电压,在线路发生接地或短路故障后,故障线路的断路器切除故障电流时在故障线路的健全相或相邻健全相线路上出现的瞬态过电压
无故障甩负荷过电压
振荡解列过电压
投切空载变压器过电压
投切并联电容器组过电压
7.6.2.2 对不同等级避雷器,可通过线路放电耐受能力试验或方波冲击电流耐受能力试验来确定避雷器长持续时间电流冲击吸收能力
线路放电耐受能力
方波冲击电流耐受能力
7.6.3 大电流冲击耐受能力
是考虑在接近避雷器安装地点处遭受直接雷击或发生反击时,通过避雷器的雷电流将较大
标称放电流流:20kA
大电流冲击电流值(峰值):100kA
标称放电流流:10kA
大电流冲击电流值(峰值):100kA
标称放电流流:5kA
大电流冲击电流值(峰值):65kA
标称放电流流:2.5kA
大电流冲击电流值(峰值):25kA
标称放电流流:1.5kA
大电流冲击电流值(峰值):10kA
7.7 保护水平与绝缘配合
7.7.2 雷电过电压的保护水平
陡波冲击电流下最大残压除以1.15
标称放电电流下最大残压
取较高者
7.7.3 操作过电压保护水平
试验用操作冲击电流的波头时间应不小于30微秒
电站用避雷器
标称放电电流In:20kA
额定电压Ur:420≤Ur≤828kV
操作冲击电流值(峰值):500及2000A
标称放电电流In:10kA
额定电压Ur:3≤Ur≤216kV
操作冲击电流值(峰值):125及500A
标称放电电流In:10kA
额定电压Ur:288≤Ur≤324kV
操作冲击电流值(峰值):250及1000A
标称放电电流In:10kA
额定电压Ur:420≤Ur≤468kV
操作冲击电流值(峰值):500及2000A
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:5≤Ur≤84kV
操作冲击电流值(峰值):250A
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:90≤Ur≤108kV
操作冲击电流值(峰值):125及500A
电气化铁道用避雷器
标称放电电流In:10kA
额定电压Ur:42≤Ur≤84kV
操作冲击电流值(峰值):500A
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:42≤Ur≤84kV
操作冲击电流值(峰值):250A
并联电容器用避雷器
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:5≤Ur≤90kV
操作冲击电流值(峰值):125及500A
电动机用避雷器
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:4≤Ur≤25kV
操作冲击电流值(峰值):250A
配电用避雷器
标称放电电流In:5kA
额定电压Ur:5≤Ur≤17kV
操作冲击电流值(峰值):100A
发电机用避雷器
标称放电电流In:2.5kA
额定电压Ur:4≤Ur≤13.5kV
操作冲击电流值(峰值):100A
变压器中性点用避雷器
标称放电电流In:1.5kA
额定电压Ur:60≤Ur≤207kV
操作冲击电流值(峰值):500A
发电机中性点用避雷器
标称放电电流In:1.5kA
额定电压Ur:2.4≤Ur≤15.2kV
操作冲击电流值(峰值):100A
7.7.4 配合系数
雷电过电压的配合系数
中性点避雷器及紧靠保护设备避雷器
Ks>1.25
避雷器非紧靠保护设备
Ks>1.4(不包括特高压避雷器)
对于330kV及以上变电站,带电缆段的变电站的配合系数
必要时可通过仿真计算对绝缘配合状态进行校核
也可用统计法求出变电站的危险概率
操作过电压的配合系数
Ks>1.15
7.8 耐短路电流能力
在避雷器内部故障时,通过避雷器的故障电流应不致引起避雷器外套粉碎性爆炸,且如产生明火,应在规定的时间内自熄灭
避雷器所能耐受的短路电流应大于避雷器安装处的最大短路电流,并按此选定避雷器耐短路电流的等级
选择短路电流等级
可参考安装处10年内系统发展可能达到的最大短路电流(周期分量)有效值
考虑到避雷器在运行中可能遇到不同系统短路电流工况,要求避雷器在额定短路电流和降低的短路电流下的压力释放装置均能可靠动作
避雷器短路试验电流要求值
标称放电电流In:20kA,10kA
额定短路电流:80kA
降低的短路电流±10%:50kA,25kA
小短路电流:600±200
额定短路电流:63kA
降低的短路电流±10%:25kA,12kA
小短路电流:600±200
额定短路电流:50kA
降低的短路电流±10%:25kA,12kA
小短路电流:600±200
额定短路电流:40kA
降低的短路电流±10%:25kA,12kA
小短路电流:600±200
额定短路电流:31kA
降低的短路电流±10%:12kA,6kA
小短路电流:600±200
标称放电电流In:20kA,10kA,5kA
额定短路电流:20kA
降低的短路电流±10%:12kA,6kA
小短路电流:600±200
标称放电电流In:10kA,5kA
额定短路电流:16kA
降低的短路电流±10%:6kA,3kA
小短路电流:600±200
标称放电电流In:10kA,5kA,2.5kA,1.5kA
额定短路电流:5kA
降低的短路电流±10%:3kA,1.5kA
小短路电流:600±200
7.9 避雷器的外绝缘和耐小事情性能
7.10 局部放电和无线电干扰性能
局部放电量应不超过10pC
7.11 机械性能和抗震性能
7.12 密封性能
绝缘外套避雷器
瓷外套避雷器
氦质谱检漏仪检漏法
最大密封泄漏率应低于6.65*10-E5 Pa*L/S
抽气浸泡法
将避雷器放入盛有环境温度的水的可观察的密封容器中,将容器中水面上气压抽至规定真空度,如果有规定的时间内无连续性气泡则认为合格
热水不浸泡法
在规定的高于环境温度一定温差的水中浸泡避雷器,如果在规定的时间内无连续性气泡则认为合格
复合外套避雷器
型式试验
水煮法
将避雷器浸没到盛满沸腾的去离子水的容器中42h,水中NaCl的含量为1kg/m^3。沸腾结束后,避雷器应保持在容器中直到水冷却到约50℃,并保持这个温度,直到进行验证试验
验证试验要在已经冷却到室温的样品上进行
试验前后直流参考电压变化小于5%
泄漏电流变化小于20微安
局部放电量不大于10pC
例行试验
抽气浸泡法
其它有效方法
GIS避雷器
SF6气体从避雷器内部泄漏到大气的相对年漏气率应小于1%
7.13 耐气候老化及耐湿气浸入性能
耐气候老化能力
复合外套在长期持续运行电压及湿热、盐雾、强紫外线等应力作用下可能会被烧蚀或老化,并影响其电气性能
户外使用的复合外套避雷器应具有良好的耐受规定气候条件的能力
复合外套避雷器耐受气候老化的能力与结构设计、复合材料的具体成份及爬电距离有关
耐湿气浸入能力
复合外套避雷器在运行过程中可能遭遇极端高温或低湿天气,并可能伴随一定的机械应力
复合外套避雷器应进行GB11032规定的湿气浸入试验,试验后的避雷器不应有显显的机械变化,密封性能良好
复合外套避雷器耐受湿气浸入的能力与密封系统、复合材料耐高低温能力及机械强度有关
7.14 环境性能
绝缘外套避雷器应具有耐受规定环境条件的能务,保证在极端高低温天气、酸雨、盐雾等作用下仍具有良好的密封性能
规定的环境条件
温度循环
高低温温差为85K
高温不低于40℃,不高于70℃
浓度25*10-E6的二氧化硫,持续21天
浓度5%的二氧化硫,持续96h
复合外套避雷器在湿气浸入试验中已考核其可能遭受的极端高温和低温天气,对温度循环试验不做要求
7.15 有间隙避雷器放电特性
8 检验
8.2 型式试验
8.2.1 无间隙避雷器
瓷外套避雷器
表17
复合外套避雷器
表18
GIS避雷器
表19
8.2.2 有间隙避雷器
表20
DL/T 815
8.3 定期试验
每3年一次
8.3.1 无间隙避雷器
8.3.1.1 瓷外套避雷器和GIS避雷器
表21
8.3.1.2 复合外套避雷器
表22
8.3.2 有间隙避雷器
表23
8.4 抽样试验
8.4.1 无间隙避雷器
8.3.1.1 瓷外套避雷器和GIS避雷器
表24
8.3.1.2 复合外套避雷器
表25
8.3.2 有间隙避雷器
表26
DL/T 815
8.5 例行试验
8.5.1 无间隙避雷器
瓷外套避雷器
表27
复合外套避雷器
表28
GIS避雷器
表29
8.5.2 有间隙避雷器
表30
DL/T 815
8.6 验收试验
表31
8.7 交接试验
无间隙避雷器
测量避雷器及基座电阻
35kV及以下
不低于1000MΩ
2500V绝缘电阻表
35kV及以上
不低于2500MΩ
5000V绝缘电阻表
基座
不低于5MΩ
500V绝缘电阻表
绝缘外套式避雷器
直流参考电压
不低于出厂值的95%
75%直流参考电压下的泄漏电流
不大于50微安
测量避雷器的交流参考电压和持续电流
阻性电流
全电流
试验结果橫向比较,相互之间的分散性与出厂试验相当
检查放电计数器动作指示及监视电流表的指示
有间隙避雷器
测量避雷器及基座电阻
35kV及以下
不低于1000MΩ
2500V绝缘电阻表
35kV及以上
不低于2500MΩ
5000V绝缘电阻表
基座
不低于5MΩ
500V绝缘电阻表
直流参考电压
不低于出厂值的95%
75%直流参考电压下的泄漏电流
不大于50微安
间隙距离的测理应符合厂家规定值
8.8 预防性试验
DL/T 393
8.8.2 巡检及例行试验
巡检
项目
外观检查
外观无异常
瓷套无裂纹
复合外套无电蚀痕迹
无异物附着
均压环无错位
高压引线,接地线连接正常
持续电流值
电流值无异常
应当记录当前持续电流值
与同等运行条件下其它避雷器的持续电流值进行比较,应无明显差异
计数器
记录计数器指示数
周期
500kV及以上
2周
220kV、330kV
1月
110kV、66kV
3月
例行试验
项目
红外热像检测
要求
无异常
用红外热像仪检测避雷器本体及电气连接部位,红外热像显示应无异常温升、温差和/或相对温差。
异常时,做直流1mA电压及0.75U1mA下泄漏电流
测量和分析方法参考DL/T 664
周期
500kV及以上
1周
220kV、330kV
3月
110kV、66kV
半年
运行中持续电流
要求
具备带电检测条件时,宜在每年雷雨季节前进行本项目
通过与同组间其它避雷器结果进行比较做出判断,彼此应无显著差异
运行持续电流偏大,做直流1mA电压及0.75U1mA下泄漏电流
周期
1年
直流1mA电压及0.75U1mA下泄漏电流
要求
U1mA下泄漏电流初值差不超过5%且不低于GB11032规定值(注意值)
0.75U1mA下泄漏电流初始值差不大于30%或不大于50微安(注意值)
对于单相多节串联结构,应逐节进行。
偏低或0.75U1mA下泄漏电流偏大时,应先排除电晕和外绝缘表面泄漏电流的影响
有电阻看老化或者内部受潮的空族缺陷,隐患尚未消除时做本项目
周期
1年
无持续电流检测
6年
有持续电流检测
底座绝缘电阻
要求
≥100MΩ
用2500V的绝缘电阻表测量
周期
1年
无持续电流检测
6年
有持续电流检测
放电计数器功能检查
要求
功能正常
周期
如已有3年以上未检查,有停电机会时进行本项目
检查完毕应记录当前基数
若有电流表,应同时校验电流表,校验结果应符合设备技术文件要求
8.3.3 金属氧化物避雷器诊断性试验
工频参考电流下的工频参考电压
应符合GB 11032或制造商规定
诊断内部电阻片是否存在老化
检查均压电容缺陷时进行本项目
对于单相多串联结构,应逐节进行
方法参照GB 11032
均压电容的电容量
电容量初值不超过±5%或满足制造商的技术要求
如果金属氧化物避雷器装务有均压电容,为诊断其缺陷,可进行本项目
对于单相多串联结构,应逐节进行
运行中金属氧化物避雷器诊断方法(附录B)
B.1 避雷器诊断装置
B.1.1 故障指示器
B.1.2 脱离品
B.1.3 放电计数器
B.1.4 监测火花间隙
B.1.5 温度测量
B.1.6 金属氧化物电阻片全电流的特性
容性电流
阻性电流
B.1.7 外表面泄漏电流
B.2 全电流的测量
B.3阻性电流的测量
B.3.1 阻性电流基波测量
B.3.2 利用电压信号作参考
B.3.3 平衡法
B.3.4 零序电流法
B.3.5 3次谐波法
B.4 MOA制造厂提供的信息
直流1mA(或几毫安)电压值,0.75倍直流1mA(或几毫安)电压下的泄漏电流值,及环境温度、湿度等
交流参考电压值(在几毫安参考电流时),持续动行电压下无间隙金属氧化物避雷器的钱电流、阻性电流角、阻性电流基波峰值及环境温度、湿度等