在电力系统中,过电压(雷击、操作过电压)是威胁设备绝缘安全的主要风险。复合氧化锌避雷器(MOA),凭借其优异的非线性伏安特性和先进的复合外套结构,已成为当今电网不可或缺的过电压防护核心设备。
一、核心结构与工作原理
1.非线性电阻片(氧化锌阀片):
核心元件,由氧化锌(ZnO)为主体,掺杂多种金属氧化物烧结而成。
关键特性:具有极强的非线性电阻特性。
在持续运行电压(Uc)下呈现极高电阻(微安级泄漏电流),损耗极小。
当遭遇过电压(幅值超过其参考电压)时,电阻值急剧下降(毫秒级响应),泄放巨大冲击电流,将过电压幅值钳制在设备绝缘耐受水平以下(保护水平/残压)。
过电压消失后,迅速恢复高阻状态,自动切断工频续流,无需串联间隙动作。
2.复合外套(硅橡胶/EPDM):
包裹阀片柱,提供机械支撑、绝缘密封和环境保护。
核心优势:
优异的耐候性:抗紫外线、耐高低温(-60℃至+70℃+)、憎水性及憎水迁移性,有效抵御污秽、潮湿、盐雾,特别适用于沿海、工业污染及高海拔地区。
高强度与轻量化:重量仅为传统瓷套避雷器的1/4-1/5,抗震性能好,减少支架负荷,安装便捷。
防爆性:故障时内部压力通过材料弹性释放,避免瓷套爆炸产生的碎片危害。
高爬电比距:伞裙设计灵活,易于实现高爬距,满足重污秽环境要求。

二、核心性能参数与选型要点
1.系统标称电压(Un):避雷器安装点的系统电压等级(如10kV、35kV、110kV)。
2.持续运行电压(Uc):避雷器能长期承受的系统最高运行相电压(有效值)。选型时Uc≥系统最大持续运行电压,是保证长期热稳定性的关键。
3.额定电压(Ur):避雷器在工频过电压下能可靠切断工频续流的最大工频电压有效值。选型要求Ur≥安装点暂时过电压水平(如单相接地故障时健全相电压升高)。
4.标称放电电流(In):用于划分避雷器等级(如5kA,10kA,20kA),表征其泄放雷电流的能力。需根据系统重要性、雷暴强度等选择。
5.雷电冲击残压(Ures):在标称放电电流(In)下的残压峰值。Ures必须低于被保护设备的雷电冲击耐受电压(BIL),并留有足够裕度(保护比)。
6.操作冲击残压:在操作波冲击电流下的残压峰值,需低于设备的操作冲击耐受电压(SIL)。
7.爬电比距:根据安装地点的污秽等级(GB/T26218/IEC60815)选择,确保外绝缘可靠性。
三、核心优势(相比传统瓷套SiC避雷器)
无间隙:结构简化,动作无延迟,保护更可靠,免维护。
优异的非线性:保护特性平坦,残压低,对被保护设备绝缘配合更有利。
通流容量大:阀片可吸收更大能量,耐多重雷击或操作过电压能力强。
卓越的耐污性能:复合外套的憎水性显著提高污闪电压。
安全防爆:消除爆炸风险,保障人身设备安全。
轻便易安装:减轻施工强度,尤其适用于紧凑型变电站和线路。
四、运维要点
1.日常巡视:检查外套有无开裂、破损、异常电晕放电、计数器动作情况、接地线完好。
2.预防性试验(关键):
直流参考电压(U1mA):测量1mA直流电流下的电压值,判断阀片是否劣化(低于初始值或规程要求下限可能预示受潮或老化)。
0.75倍U1mA下的泄漏电流:此电流值反映阀片在接近工作点下的绝缘状况,显著增大(通常要求≤50μA)是受潮或老化的敏感指标。
运行中持续电流监测(带电):检测全电流及阻性电流分量,可早期发现内部受潮或阀片劣化。
3.及时更换:试验超标、外套严重损坏、计数器动作频繁或内部有异常声响时,应退出运行并更换。
结语
恩彼迈复合氧化锌避雷器以其无间隙、高非线性、大通流、强耐污、高可靠及免维护等综合优势,为电网输变配电设备构筑了一道坚固的过电压防线。正确选型、规范安装和科学运维是充分发挥其保护效能、保障电力系统安全稳定运行的关键。它是现代电力系统应对雷电与操作过电压挑战的“无声卫士”。
