避雷器是电力系统过电压防护的关键设备,其选型直接关系到设备绝缘安全与系统可靠性。选型需系统考量以下核心原则:

一、额定电压(Ur)匹配原则
核心要求: Ur ≥ Kt × Uc
Uc: 系统最高持续运行电压(设备最高线电压)
Kt: 暂时过电压耐受系数(由系统接地方式决定)
接地方式影响:
有效接地系统(中性点直接/低阻接地): Kt=1.25~1.4(110kV及以上常取1.25)
非有效接地系统(中性点不接地/谐振接地): Kt=1.73~2.0(单相接地时健全相电压升高)
关键性: Ur选择过低 → 工频过电压下热崩溃;Ur过高 → 残压升高 → 保护裕度不足。
二、保护特性(残压)配合原则
核心准则: 避雷器残压(Ures)必须低于被保护设备的绝缘水平(BIL/BSL)并留有足够裕度:
雷电冲击残压: Ures ≤ 0.8 × BIL(设备基本雷电冲击绝缘水平)
操作冲击残压: Ures ≤ 0.83 × BSL(设备操作冲击绝缘水平,≥220kV关键)
陡波残压(对变压器/电机): Ures_steep ≤ 1.15 × Ures_lightning
电流依赖性: 需校验实际可能最大放电电流(如线路侵入波计算值)下的残压是否仍满足裕度。
三、能量吸收能力(W)校核原则
核心要求: 避雷器标称放电电流下的能量耐受值 ≥ 系统可能施加的最大能量
能量来源:
雷电流(幅值高、持续时间短)
操作过电压(幅值较低、持续时间长)
工频续流(非理想开断时)
关键场景:
近区雷击(高幅值、陡波)
长电缆线路投切(操作过电压能量大)
中性点避雷器(承受传递过电压)
四、结构类型适配原则
类型 | 特点 | 适用场景 |
---|---|---|
瓷套式(MOA) | 机械强度高,散热好,成本低 | 常规变电站、线路杆塔 |
复合外套(HMO) | 重量轻、防爆、耐污强、憎水性好 | 高污秽区、紧凑变电站、海上平台 |
GIS型 | 无间隙,尺寸紧凑,直接集成于GIS壳体 | 气体绝缘变电站(GIS) |
配电型 | 小通流容量(5kA),经济性高 | 10kV及以下配电系统 |
五、特殊工况针对性原则
变压器中性点:
Ur按中性点最大位移电压选取(常取系统相电压)
残压要求可放宽至 Ures ≤ 0.85 × BIL_neutral
旋转电机保护:
选用 专用电机型避雷器(残压更低,陡波响应优)
需靠近安装(≤50m)并辅以电容器降低波前陡度
电缆线路:
关注操作过电压能量耐受能力
末端避雷器需配合降低绝缘配合难度
六、环境与安装适应性原则
- 污秽等级:
重污区选 复合外套避雷器(爬电比距≥31mm/kV)
瓷套式需加大伞裙或涂RTV涂料
- 高海拔修正:
海拔>1000m时,Ur需按GB/T 26218进行校正(约每升1000m增加6~8%)
- 抗震要求:
高地震区选复合外套或加强固定底座
选型流程关键步骤
- 收集参数: 系统电压(Uc)、接地方式、设备BIL/BSL、污秽等级、安装位置
- 计算Ur: 按接地方式选Kt,确定最小Ur
- 初选型号: 根据Ur和标称电流(如10kA/20kA)筛选避雷器清单
- 校验残压: 确保雷电/操作/陡波残压满足设备绝缘裕度要求
- 校核能量: 分析系统过电压能量,确认避雷器耐受能力
- 环境适配: 调整外套类型、爬距或安装方式
- 特殊复核: 对中性点、电机、GIS等场景针对性验证
结语
>恩彼迈避雷器选型是科学与经验的结合,需在安全裕度与经济性间取得平衡。严格遵循标准(GB 11032/IEC 600994),并结合系统仿真与工程实践,方能筑起过电压防护的可靠屏障。
