252kV交流无间隙氧化物避雷器的可行性分析及设计

齐宇，王钒宇

（新东北电气集团高压开关有限公司，辽宁沈阳110025）

一.概述及可行性分析

无间隙氧化物避雷器由非线性金属氧化物电阻片串联和（或）并联组成的且无并联或串联放电间隙的避雷器，是一种保护电器，用来限制电气设备绝缘上承受的过电压。它实质上是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当变电站出现大气（雷电）或操作冲击电压超过一定幅值以后氧化物避雷器首先释放过电压能量（放电）。同时将过电压幅值限制在被保护电气设备绝缘所能承受的允许值范围内，并留有一定的安全裕度。此后，氧化物避雷器又自动恢复到高阻状态，使电力系统又能正常工作。

1.产品用途

252kV交流无间隙氧化物避雷器是为限制交流252kV系统的过电压而设计的，由非线性金属氧化物电阻片按照电气上串联、而结构上并联设计的，且无放电间隙。作为252kV六氟化硫封闭式组合电器主要元件，它有很好的过电压保护功能，并且具有压力释放性能可靠、抗地震能力强、体积小、不受环境条件特别是严重污秽条件影响、结构简单、安装调试方便、运行维护安全可靠等特点。为人口绸密地区、大城市的变电站建设以及地下电厂、电站的建设提供了方便有利的条件。

2设计依据

根据公司新产品开发计划，同时也为了本公司252kV GIS配套需要，进一步提高GIS产品技术性能和质量，降低成本，增加我公司产品的竞争力，我公司决定开发252kV交流无间隙氧化物避雷器。

二.252kV交流无间隙氧化物避雷器的设计

1.该产品应主要遵循下列现行标准要求：

a)GB/T 7354-2003《局部放电测量》

b)GB 11032-2000 《交流无间隙金属氧化物避雷器》

c)GB/T 16927.1-1997《高电压试验技术第一部分：一般试验要求》

d)JB/T 7617-1994《六氟化硫罐式无间隙金属氧化物避雷器》

2.使用范围

2.1 安装适用于 户内、户外运行

2.2 周围空气温度 不低于-40oC、不超过+40oC

2.3 电源频率 48～62Hz；

2.4 最大日温差不大于 25K；

2.5 地震设防烈度（正弦共振拍波0.30g）9度

2.6 使用海拔 1000m

3基本参数和主要性能指标

3.1 避雷器额定电压 200kV（有效值）

3.2 避雷器持续运行电压 156kV（有效值）

3.3 避雷器标称放电电流（8/20μs） 10kA

3.4 直流1mA参考电压不小于 290kV

3.5 1/20μs陡波冲击电流残压不大于 582kV（峰值）

3.6 8/20μs雷电冲击电流残压不大于 520kV（峰值）

3.7 30/60μs操作冲击电流残压不大于 442kV（峰值）

3.8 2ms方波电流18次 1000A（峰值）

3.9 避雷器的持续电流全电流不大于 2mA(有效值)阻性电流不大于 0.4mA(峰值)

3.10 避雷器的工频参考电压大于 200kV

3.11 避雷器大电流冲击耐受（4/10μs）100kA（峰值）

3.12 避雷器对地绝缘耐受电压

1分钟工频耐受电压 460kV（有效值）

雷电冲击耐受电压（1.2/50μs） 1050kV（峰值）

3.13 在1.05倍持续运行电压下局部放电量不大于 5pC

3.14 SF6气体额定压力（20℃） 0.6MPa

3.15 SF6气体水分含量不大于 250μL/L

3.16 避雷器的年漏气率不大于 1%/年。

4.Y10WF-200/520型252kV GIS用单相罐式氧化物避雷器的整体结构设计

4.1 罐体的结构设计

为了保持与原外购避雷器相联的零部件不变，本罐体设计的部分尺寸仍保持原外购避雷器的尺寸，即外壳为Ø460mm,长度为1245 mm。为了避雷器的吊装方便，在罐体的上端焊接了3个吊环。同时由于避雷器需要安装吸附剂、充放SF6气体阀门和在线监测仪等零部件，其罐体也需焊接相映法兰等。

4.2 非线性电阻片装配结构设计

氧化锌电阻片是氧化锌避雷器的核心元件，电阻片性能的优劣直接决定着氧化锌避雷器产品的性能。该电阻片从专业生产厂家购买。该避雷器包含2柱电阻片，每柱由若干组电阻片组成，每组含3件电阻片（端部除外）。由于每台避雷器的电阻片数量不同，因此在顶端加了一些导体垫，以便更好的安装调整。为了保证顶端电场均匀，安装了屏蔽罩，以改善电场结构。

4.3 接地装置的结构设计

避雷器的电阻片末端与绝缘子通过导电铜板相连，而在线监测仪的高压端子与避雷器的绝缘子用电缆相连，低压端子通过罐体外壳接地。其中在线监测仪是向专业制造厂家购买的。

4.4 避雷器的总装

将非线性电阻片装配装于罐体内，与接地装置相连接，再装配一些零部件既可完成避雷器的整体装配。其中：盆式绝缘子、导体、吸附剂、密封圈、接线端子、气体管路、静触头、连板等均采用220KV GIS产品的通用部件，不需另行设计。