認識避雷器

營業項目：OTOWA 高低壓避雷器、HASEGAWA檢電器、碳化矽元件、隔離器、YS絕緣手套、示溫貼紙、繞線夾、預型保護條、M-System 轉換器，如有需要請和我們聯絡！

　

　

　

避雷器簡介

一.雷波波的形成.

由於大地溫度升高,造成上升氣流並造成積雨雲.雲之正負電荷被分離並積存在雲中形成雷雨胞.經一段時間累積電荷後,雲層和地面間就有一個電位差存在,當這個電位大到足以突破中間空氣的阻隔時,雲層電荷就對地釋放,也就形成閃電了.雷擊的平均時間是30μs,雷擊的電流值約數百至數千kA之間,大電流在極短的時間內通過,會產生數百至數千kV的電壓,還會造成許多災害.常見有直接雷擊(直接擊中輸配電線路上之線路或設備),側擊(雷擊電流無法完全經由避雷系統迴路流至大地,由接地系統反竄回來).雷的種類分為,界雷(3KA~200KA 數秒至數百秒),渦雷(颱風時),熱雷(夏季午後平均會產生數百至數千kA之能量) 雷入侵的方式常自架空地線,接地線,電源線,信號線

二. 開關突波的形成

輸配電線路上有許多變壓,開關設備.因電力調度,開關設備起閉,電容器,變壓設備…等均會造成很高電壓之開關突波.

三.避雷器的功用

避雷器是一種過電壓保護設備,將突波導入大地,限制電壓,它主要的是自動閥的作用,自動地將雷擊及開關突波等異常電壓放電,限制電壓,避免設備的絕緣破壞,並於放電後,又自動地阻止電力系統電流通過.上述動作必須在極短時間內完成,以免擾亂電力系統. 避雷器的作用主要功能為,.防止雷突波導致設備破壞(電壓高,時間短)及防止開關突波(電壓較低,時間長) 在依不同需求之應用下可將避雷器區分下列數種等級,變電所級(Station),中間級(Intermediate),配電級(Distribution).

四.避雷器之演進

棒狀間隙(已淘汰)

.磁套管碳化矽有間隙避雷器(SiC Arrester with Gap)

.磁套管氧化鋅無間隙避雷器(ZnO Arrester without Gap )

高分子(類似矽膠 Silicon rubber)套管氧化鋅無間隙避雷器(ZnO Polymer Arrester)

特性\種類	磁套管碳化矽	磁套管氧化鋅	高分子套管氧化鋅
穩定性	中	高	高
耐衝擊	中	高	高
耐濕氣	中	中	高(完全密封)
耐候性	高	高	中(抗紫外線較差)
搬運/安裝	重/不方便	重/不方便	輕/方便
抗污染	中	中	高(具撥水性)
沿面距離	短	短	長
礙掃清洗	要	要	不要
事故時	可能碎裂	可能碎裂	不會碎裂
價格	低	中	高

五.避雷器的結構

避雷器的主要構造為放電間隙及閥元件,在正常運轉時,間隙為絕緣,遇突波電壓時,間隙的絕緣被破壞而放電,將突波電流導入大地;放電後,電力系統電流亦會繼續流過避雷器,這時靠閥元件的電阻變大,使系統電力電流減少,在電流的波形為零的瞬間,切斷電流.

閥元件,亦稱電阻元件,為一種非線型電阻,它的電阻會變化的.電壓很高時,電阻變低;電壓低時,電阻變大,當避雷器遇到突波時,間隙放電,突波電壓加到閥元件,便其電阻變得很小,使突波電流導入大地,而且使放電的電壓很低.(即放電電流與閥元件電阻的乘積).突波電流通過後,接著就是系統電力電流,加到閥元件兩端的電壓是電力系統電壓,電壓較低,閥元件的電阻變大,使電流大為減少.電流切斷,間隙恢復絕緣,完成避雷器的任務.

六.隔離器作用

避雷器因受突波衝擊所產生續流如無法立即切斷,會在套管內部產生高熱與高壓,使避雷器受損造成接地故障.隔離器之設計為大電流,短時間不動作,由隔離器內部之間隙放電導入接地(突波衝擊剛發生時).小電流,長時間則動作.由隔離器內部之線圈因電流通過發熱,引燃火藥爆炸切斷續流.(突波衝擊發生中後段時)

七.避雷器的選擇條件

動作可靠，保護效果良好

動作時不擾亂電路系統的穩定度

電力損失極小

八.避雷器損壞原因

濕氣入侵(因O-Ring老化,濕氣入侵,在突波衝擊時因高溫使濕氣膨漲產生高壓,使套管內部壓力瞬間升高,造成底蓋,元件脫落,如嚴重時,會造成套管爆裂)

承受突波頻繁,元件受損

套管外部受污染嚴重(突波不經避雷器導入大地,而由套管外部污染物導電而導入接地)

九.避雷器之定期維護

外觀檢查如隔離器因動作而脫落,應立即更換隔離器.

定期清洗套管外部.套管外部如因污染物導電而產生電痕,致使隔離器動作時,應立即清除污染物,但如果電痕嚴重則應更換新品.

鹽害,高污染地區(海邊,高污染工業區)建議安裝三年後,應更換新品.一般地區建議安裝五年後,應更換新品.

十.避雷器主要特性試驗

1.絕緣耐壓 (Withstand Voltage)：正常運轉下沒有引起避雷器飛弧或放電的最高電壓.其值不宜太低,俾遇到不嚴重的過電壓,不要動作,按ANSI標準,其值至少為避雷器額定電壓的1.5倍.

２衝擊波放電(Impulse Spark over)電壓：避雷器的間隙(gap),決定開始放電的電壓.這放電多在衝擊波的前波(Front of Wave)發生,稱前波放電電壓,與電壓升高有關,各種額定電壓的避雷器,有不同的電壓升高率.性能良好的避雷器,衝擊波放電電壓較低.

3.放電電壓(Discharage Voltage)：避雷器將突波電流導入大地放電時的電壓.避雷器放電電流的標準波形為8X20μs.實際上,放電電壓是放電電流流過閥元件的電阻所產生的IR電壓,其電壓與電流大小成正比.性能良好的避雷器,放電電壓較低.

4.續流(follow current)：避雷器動作通過突波電流後,繼續流過60赫交流電力系統的電流叫續流.避雷器切斷續流愈快愈好使電力系統的擾亂減少.

5.避雷器的放電容量(Discharge capacity Withstand)：主要的為短時間大電流(High-current Short duration)及長時間低電流(Low-current Long duration)兩種.短時間大電流放電,代表避雷器的閥元件耐熱容量.長時間小電流放電,代表避雷器對熱的穩定性及連續多次開關突波的耐力.

觀念 :

避雷器與避雷針是絕然不同的產品.

避雷器應定期維護檢查是否正常,不是等到損壞後再更換新品.

避雷器是所有電力,電器設備的必備品,如同保險絲一樣重要.

僅靠接地系統是無法根本解決雷或開關突波問題.

屋外地區建議使用磁套管或高分子氧化鋅避雷器.在屋內,配電盤內建議使用磁套管碳化矽避雷器.能以最經濟方式達到保護效果.

避雷器是一種消耗品,並非永久不壞.當避雷器損壞應慶幸已發揮保護設備之功用了.

依線路安裝愈多道避雷器防護,則設備受損率愈低.畢竟避雷器與設備比較價格低多了.

如欲進一步瞭解避雷器,可參考 IEEE C62.11 及台電 C002 規範.

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