避雷器残压说的是,当冲击电流通过时,避雷器端子之间会出现峰值电压。这个参数直接决定了被保护设备实际要承受的过电压水平,是绝缘配合的核心依据。我们在合理选型时,得兼顾多方面的技术因素,不能片面追求低残压,不然会给系统带来风险,下面给大家介绍一些专业的选型要点。

一、残压选型的核心原则
其一,要明确测试条件。残压值必须和测试电流波形及幅值相关联。行业标准通常以8/20μs波形、标称放电电流(像20kA)作为基准。就500kV线路避雷器来说,要求残压≤1040kV(8/20μs波形);拿220kV出线避雷器来说,雷电残压需要≤520kV。不同电流参数下的残压值不能直接比较。
其二,要平衡残压与持续工作电压(Uc)。残压与Uc呈负相关关系,要是过度追求低残压,就需要降低Uc值,这可能导致电网正常波动时,避雷器因吸收持续过电压而热崩溃。根据经验准则,对压敏电阻型避雷器,在20kA测试电流下,残压控制在2kV以下(低压系统)就能提供足够保护,不用盲目降低。
其三,要考虑绝缘配合裕度。残压需要满足被保护设备的绝缘耐受要求,并且预留安全裕度,公式为:设备绝缘水平≥K×Ures。其中配合系数K的取值是,当避雷器紧靠设备时,K≥1.25(如发电机出口);当避雷器远离设备时,K≥1.4。拿10kV发电机避雷器来说,残压选型要低于31.1kV,这样才能匹配其绝缘耐受峰值。
二、残压与其他参数的协同设计
额定电压(Ur)必须高于系统的最高工频过电压。就750kV高抗中性点避雷器来说,它的Ur需要覆盖59~161kV的工频过电压,不然残压的稳定性就会丧失。
在能量吸收能力方面,面对高残压耐受的场景(如操作过电压),需要匹配更大的方波通流容量,拿2ms方波≥800A来说,这样才能防止出现热失效的情况。
结构类型也会产生影响,带串联间隙的线路避雷器能够降低残压,但它没办法配置泄漏电流监测器,只支持动作计数器。
三、工程选型指南
选型步骤方面,我们要先确定系统过电压的类型(雷电或者操作)以及它的幅值。接着计算设备的绝缘耐受水平,再除以配合系数K,得到最大允许残压。然后根据电网的稳定性选择Uc,就波动大的IT系统来说,要取Uc≥1.5Un。最后校核供应商的残压测试条件是否符合IEC以及GB标准。
典型电压等级参考如下,220kV系统对应的避雷器额定电压是200kV,雷电残压(20kA,8/20μs)≤520kV;500kV系统的避雷器额定电压为396kV,雷电残压(20kA,8/20μs)≤1050kV;750kV高抗中性点的避雷器额定电压在132~144kV之间,雷电残压可由Ur乘以压比(≈1.78)反推得出。
结语
恩彼迈避雷器残压选型是一项涉及多参数相互作用的系统工程。工程师得抛开“残压越低越好”的错误想法,在绝缘裕度、Uc耐受性以及能量容量之间找到最佳平衡。对于高压系统(≥220kV),我们还应该通过电磁暂态仿真,验证在不同工况(如甩负荷、非全相运行)下残压是否有效,这样才能保证设备在全寿命周期内的可靠性。
