產(chǎn)品概述:
熱爆式避雷器用脫離器主要用在10kV配電線路及設(shè)備避雷器側(cè)和變電站10kV柜避雷器側(cè)。
實(shí)踐證明:部分配電線路因故障退出運(yùn)行,經(jīng)常是由于避雷器產(chǎn)生故障后引發(fā)的。傳統(tǒng)避雷器安裝使用方法難以判斷避雷器是故障點(diǎn)。延緩故障處理時(shí)間,如采用或補(bǔ)裝熱爆式避雷器用脫離器能迅速初步判明故障點(diǎn),當(dāng)避雷器故障損壞時(shí)能動作脫離,將故障損壞的避雷器及時(shí)與系統(tǒng)隔離并給出清晰標(biāo)示,從而確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行,并方便故障點(diǎn)的查找及避雷器的檢修更換。提高線路運(yùn)行可靠性。脫離器作為避雷器的配套產(chǎn)品,與避雷器串聯(lián)使用,國外已普遍配套使用脫離器,國內(nèi)也已逐漸大量應(yīng)用。
1熱爆式脫離器結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)
熱爆式脫離器具有一旦動作則可以快速分?jǐn)?、滅弧效果好及運(yùn)行可靠性高的優(yōu)點(diǎn),又加入小工頻故障電流下的動作功能,使脫離器的技術(shù)性能得以完善。
熱爆式脫離器采用導(dǎo)電硅橡膠制成的電阻器并聯(lián)于放電間隙上,既是避雷器的泄漏電流通道,又是脫離器小工頻故障電流下動作的發(fā)熱源,從而可使得脫離器結(jié)構(gòu)原理合理,運(yùn)行可靠,與我國電網(wǎng)的特點(diǎn)相適用及與避雷器的故障損壞機(jī)理相匹配。
2技術(shù)性能要求
脫離器與避雷器串聯(lián)使用,其技術(shù)性能應(yīng)滿足:
a) 正常使用條件應(yīng)與串聯(lián)使用的避雷器相同;
b) 應(yīng)具有與避雷器相同的耐受特性;
c) 應(yīng)具有良好的動作安秒特性,適用我國電網(wǎng)的特點(diǎn)及與避雷器的故障損壞機(jī)理相匹配;
d) 應(yīng)有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度。
3設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
新型熱爆式脫離器采用導(dǎo)電硅橡膠制成的電阻器并聯(lián)于放電間隙上。為使脫離器體積小型化,電阻器制成環(huán)狀,放電間隙的上、下電極分別置于電阻器的上、下端面,并將電阻器壓縮30%~40%,以求緊密地電氣接觸及起密封作用,并在環(huán)狀電阻器的軸線處構(gòu)成放電間隙。熱爆管被放置在放電間隙的下電極內(nèi),并與下電極底面緊密接觸以利于熱傳遞。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了體積小型化,可方便地制成一體式和附件式產(chǎn)品。
3.2電氣計(jì)算
3.2.1放電間隙距離值
放電間隙的距離值與放電間隙擊穿后的電弧能量成正比,對脫離器的耐受特性而言,放電間隙的距離值要小些好,而對脫離器的動作特性而言,則希望放電間隙的距離值大些好。放電間隙的距離值一般取0.5~3 mm,在確定放電間隙的距離值后,可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來調(diào)控下電極與熱爆管間的熱傳遞量,從而實(shí)現(xiàn)脫離器耐受特性與動作特性間的統(tǒng)一。
3.2.2動作起始電流值
脫離器的動作起始電流值的確定應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素:
a) 金屬氧化物避雷器在持續(xù)運(yùn)行電壓作用下,若流過其電阻片柱的工頻電流達(dá)數(shù)毫安時(shí),電阻片開始升溫,表現(xiàn)出老化跡象,達(dá)數(shù)十毫安時(shí),就開始了其不可逆轉(zhuǎn)的老化,達(dá)到數(shù)百毫安時(shí),其老化速度明顯加快,而當(dāng)達(dá)到數(shù)安培時(shí),則迅速崩潰;
b) 金屬氧化物避雷器在系統(tǒng)暫態(tài)工頻過電壓作用下,等值附鹽密度為0.03 g/mm2(Ⅲ級污穢)時(shí),其外套表面的泄漏電流值可高達(dá)數(shù)百毫安;
c) 小容量中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)單相對地故障電容電流小,可在2 A以下。
綜合上述幾個(gè)因素,脫離器的動作起始電流值取0.5 A是適宜的。
3.2.3電阻器阻值
試驗(yàn)表明,電阻器300 W的發(fā)熱量為脫離器可靠動作的***低發(fā)熱量要求。按P=I2R計(jì)算可得,為使脫離器能在0.5 A工頻故障電流下可靠動作,電阻器的阻值應(yīng)為1.2 kΩ。當(dāng)放電間隙的距離值取1 mm(其工頻擊穿電壓約2.4 kV)時(shí),按I=U/R計(jì)算可得,使放電間隙擊穿放電的工頻故障電流為2 A。如此,2 A以下的工頻故障電流全部流經(jīng)電阻器,僅由電阻器作為發(fā)熱源來加熱熱爆管,實(shí)現(xiàn)脫離器在小工頻故障電流下的可靠動作;而超過2 A的工頻故障電流在電阻器上的壓降則使放電間隙擊穿放電,由間隙電弧作為主要發(fā)熱源使熱爆管快速升溫,從而使脫離器能在大工頻故障電流下迅速動作。
電阻器的阻值與電阻器的結(jié)構(gòu)尺寸及所用導(dǎo)電硅橡膠的體積電阻率有關(guān),在結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)確定后,可通過調(diào)整導(dǎo)電硅橡膠的配方工藝來獲得所需的體積電阻率,從而得到所需的阻值。
對所設(shè)計(jì)的新型熱爆式脫離器進(jìn)行了型式試驗(yàn),其耐受特性見表1,動作安秒特性曲線見表2。
電流值 |
2mS方波 |
4/10uS |
600(A) |
100kA |
|
脫離時(shí)間(S) |
不脫離 |
不脫離 |
表1 脫離器耐受特性
工頻 |
工頻 |
工頻 |
工頻 |
0.5A |
2A |
20A |
200A |
15 |
5.0 |
0.5 |
0.04 |
表2 脫離器動作安秒特性曲線
4應(yīng)用
脫離器與避雷器串聯(lián)使用可確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)避雷器的免維護(hù)。新型熱爆式脫離器因具有完善的技術(shù)性能,而使其推廣應(yīng)用成為可能。(脫離器的安裝使用見圖2)
脫離器的安裝應(yīng)使得脫離器能自由動作并形成足夠的空氣間隙,以使故障損壞的避雷器與系統(tǒng)能可靠隔離,從而確保不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
5結(jié)束語
脫離器的應(yīng)用可避免因避雷器故障損壞而造成的系統(tǒng)事故,實(shí)現(xiàn)避雷器的免維護(hù),是確保系統(tǒng)安全運(yùn)行的必要設(shè)備;
所設(shè)計(jì)的新型熱爆式脫離器結(jié)構(gòu)原理合理,運(yùn)行可靠性高,與我國電網(wǎng)的特點(diǎn)相適用及與避雷器故障損壞的機(jī)理相匹配,技術(shù)性能完善,可推廣使用。
不同電壓等級及應(yīng)用于不同場合的避雷器應(yīng)選用相適配的新型熱爆式脫離器,并應(yīng)采用適宜的安裝方式。
安(加)裝本新型熱爆式脫離器時(shí)對10kV配電線路及其設(shè)備和變電站10kV柜側(cè)避雷器無須任何改動,安裝方便、快捷迅速。