組合式過電壓保護器的選用分析

1、組合式過電壓保護器的選用分析摘要：本文介紹了合適于真空開關(guān)裝置的組合式避雷器的各自構(gòu)造和特點，并對其技術(shù)參數(shù)的選用要求和投運前試驗進展了闡述討論。關(guān)鍵詞：組合式避雷器特點構(gòu)造參數(shù)選用投運試驗1引言組合式過電壓保護器是一種新型過電壓保護裝置，主要應(yīng)用于35KV及以下電力系統(tǒng)中，用以限制雷電過電壓、真空斷路器操作過電壓以及電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種暫態(tài)過電壓，可有效地保護電動機、變壓器、開關(guān)、電容器、電纜、母線等電力設(shè)備的絕緣不受損害，對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用。真空斷路器裝置目前的廣泛應(yīng)用，使人們對由于操作過電壓引起的危害越來越重視，而組合式過電壓保護器的種類較多，使我們在應(yīng)用選

2、擇上有很大的空間，但同時又會使我們選擇更為慎重。本文旨在討論真空斷路器裝置中組合式過電壓保護器組合式氧化鋅避雷器的選用問題。2組合式過電壓保護器應(yīng)用的由來我國避雷器產(chǎn)品的開展歷經(jīng)普通閥型避雷器、磁吹避雷器和金屬氧化物避雷器A幾個階段，近年來避雷器整體制造程度和質(zhì)量都有了很大進步。隨著真空斷路器的廣泛應(yīng)用，為限制其操作過電壓和防止受電設(shè)備絕緣損害，在限制過電壓方面采取了許多措施。通常真空斷路器裝置操作過電壓的保護裝置有以下幾類：1阻容吸收裝置；2無間隙氧化鋅避雷器；3帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器。阻容吸收裝置最大優(yōu)點是能緩和入侵到被保護設(shè)備的過電壓波的陡度，改善設(shè)備繞組上的電壓梯度，但有體積大，無明顯

3、過電壓限制值，吸收過電壓能量容量小，會產(chǎn)生高次諧波污染等問題。無間隙氧化鋅避雷器是一種較先進的過電壓保護設(shè)備，與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比，在保護特性、通斷才能和抗污穢等方面均有優(yōu)異的特性，其Zn電阻片的非線性極其優(yōu)異，使其在正常工作下接近絕緣狀態(tài)。但它保護殘壓較高，無法滿足在操作過電壓下頻繁動作的要求，存在工頻老化和承受荷電率和熱平衡條件的限制，這對于保護電動機類絕緣耐壓程度的設(shè)備來說還存在缺乏的。帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器由于增加了串聯(lián)間隙，A可以用數(shù)量較少的Zn電阻片，這時殘壓可以做的很低，假如火花間隙的放電電壓也很低，那么可使避雷器既有很低的保護程度又不致因為泄漏電流阻性分量大以及由此帶來的劣

4、化現(xiàn)象和功率損耗問題。有串聯(lián)間隙的A與無間隙A相比，具有較高的耐受系統(tǒng)暫過電壓才能，可在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時保證自身平安，而且具有較低的雷電沖擊放電電壓和殘壓程度，可以為絕緣程度比擬弱的設(shè)備提供良好的保護，特別適用于中性點非有效接地系統(tǒng)使用。近幾年來我國已研制開發(fā)了多種三相組合式有串聯(lián)間隙或無間隙氧化鋅避雷器，它們在相間和相地之間都連接有一定比例的Zn電阻片或帶火花間隙，是一種復(fù)合型避雷器，該過電壓保護裝置對相間過電壓有比擬好的保護作用。組合式過電壓保護器因采用復(fù)合絕緣構(gòu)造，所以在安裝上受開關(guān)柜尺寸的影響較小，因此越來越被人們所認可。3組合式過電壓保護器間隙構(gòu)造和特點組合式過電壓保護器分無間隙和

5、有帶串聯(lián)間隙兩種，本文主要討論帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器。組合式氧化鋅避雷器由特殊間隙體和氧化鋅閥片Zn組成，根據(jù)消費廠家技術(shù)方案不同，間隙構(gòu)造也不同，間隙主要有四間隙、三間隙、菱形間隙單間隙，六間隙等，同時間隙上有并聯(lián)電阻和無并聯(lián)電阻兩種。間隙的不同技術(shù)特點也不同。1四間隙星形接法組合式過電壓保護器由四個完全一樣的保護單元組成過電壓保護器，每個單元都有放電間隙和Zn電阻片構(gòu)成，其接線原理圖見圖一所示。在該保護器中采用Zn和放電間隙相結(jié)合使兩者互為保護。放電間隙使Zn的荷電率為零，Zn的優(yōu)異的非線性又使放電間隙動作后立即熄虎無截流、無續(xù)流，放電間隙不再承當滅弧任務(wù)，沖擊系數(shù)可以到達1，放電電壓值不

6、隨放電波形變化而變化，因此使用壽命得到進步。該接線方式可將相間過電壓大幅度降低，與常規(guī)的A相比，相間過電壓下降60%70%。在單相接地、間隙性弧光接地和諧振過電壓下可長期平安運行。由于相相、相地都是雙間隙，每個間隙承當1/2工頻放電電壓，在正常情況下中心點電位是“零，那么由相間隙承當工頻電壓，同時對地存在寄生電容，寄生電容的存在會使實際放電值出現(xiàn)不穩(wěn)定。2三間隙星形接法組合式過電壓保護器由三個間隙和四個單元組成過電壓保護器，其接線原理圖見圖二所示。其構(gòu)造與四間隙不同點在于取消了接地保護單元間隙，相地保護采用單間隙，接地保護單元由純電阻性材料組成，在中心點受寄生電容和雜散電容等外界因素相對校相相

7、過電壓時由相間保護單元和接地保護單元共同完成，相相過電壓也是由兩個間隙來承當。通過接地保護單元的調(diào)整可以使相相、相地工頻放電電壓做成一樣。3菱形間隙星形接法組合式過電壓保護器由一個菱形間隙和四個單元組成過電壓保護器，其接線原理圖見圖三所示。其構(gòu)造與四間隙星形接法不同點在于采用了菱形間隙構(gòu)造，將帶串聯(lián)間隙的三相組合式過電壓保護器放電間隙的數(shù)量降到1，從而降低了分布電容和雜散電容對放電數(shù)值的影響，相間過電壓和相地過電壓過程均由一個間隙完成。由于間隙和Zn可以分別裝置，這樣Zn可直接和外殼材料熱壓鑄在一起，使閥片周圍空腔幾乎不存在，在Zn的密封受潮和防爆問題解決的比擬好。4間隙并聯(lián)高壓電阻間隙上并聯(lián)

8、了一個高壓電阻，在工頻時，間隙的容抗遠大于并聯(lián)電阻的阻抗，間隙兩端的電壓取決于電阻的分壓值。在沖擊時，由于波前很陡，其等值頻率遠高于工頻，此時間隙的容抗遠小于阻抗，電壓分布由容抗決定，故不受并聯(lián)電阻的影響。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4組合式過電壓保護器的選用在選用組合式過電壓保護器時，首先要理解被選產(chǎn)品構(gòu)造特點、Zn電阻片和間隙的產(chǎn)品質(zhì)量、整體的絕緣性能和密封性能，因為產(chǎn)品的制造質(zhì)量是至關(guān)重要的。同時必須理解其各性能指標全部符合ZBK49005-90?交流有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器?的規(guī)定，滿足DL/T620-1997?交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合?標準的要求。選擇A的重要技術(shù)參數(shù)是額定電壓

9、、最大持續(xù)電壓、標稱電流、雷電沖擊保護程度、操作沖擊保護程度等，下面就6-35kV系統(tǒng)開關(guān)裝置內(nèi)避雷器選擇進展闡述。(1)避雷器額定電壓Ur的選擇a.按避雷器持續(xù)運行電壓U的選擇由于6-35kV系統(tǒng)多為中性點不接地系統(tǒng)，出現(xiàn)單相接地以后，相對地電壓上升為線電壓UU為系統(tǒng)最高工作電壓，屬暫時過電壓，故障持續(xù)時間10s，故避雷器持續(xù)運行電壓的選擇為：6-10kV時U1.1U，那么6kV避雷器U1.1x7.2=7.92kV10kV避雷器U1.1x12=13.2kV35kV時U1.0U，那么35kV避雷器U1.0 x40.5=40.5kVb.按避雷器暫時過電壓Ut的選擇暫時過電壓包括工頻和諧振兩大類。

10、只有單相接地引起的工頻過電壓，才是確定和選擇避雷器額定電壓的主要根據(jù)。根據(jù)電力部1993年10月30日“關(guān)于進步3-66kV無間隙金屬氧化物避雷器額定電壓和持續(xù)運行電壓有關(guān)情況的通報，3-15.75kVUr1.4U，35-66kVUr1.3U。實際選擇中略小于上述值：6-10kVUr1.38U那么6kV避雷器Ur1.38x7.2=9.94kV10kV避雷器Ur1.38x12=16.6kV35kVUr1.25U那么35kV避雷器Ur1.25x40.5=50.6kV(2)標稱放電電流的選擇避雷器的標稱放電電流In是波形為8/20s用以劃分其等級的重要參數(shù)，有1.5、2.5、5、10、20kA等五級

11、，前三級分別與中性點、電機避雷器、電容器避雷器等相對應(yīng)，電站避雷器那么分為后三種，一般6-35kV系統(tǒng)選擇5kA。(3)雷電沖擊保護程度避雷器標稱放電電流(8/20s)下的殘壓值為避雷器的雷電沖擊保護程度。陡波標稱放電電流(1/5s)下的殘壓值與標稱放電電流下的殘壓值之比不得大于1.15。避雷器雷電沖擊保護程度應(yīng)滿足保護電力設(shè)備絕緣配合的要求，即滿足電氣設(shè)備全波沖擊絕緣程度與雷電沖擊保護程度之比值不得小于1.4。根據(jù)持續(xù)運行電壓查GB11032-2000?交流無間隙金屬氧化物避雷器?：6kV避雷器U7.92kV時，電站型A，殘壓為27kA，配電型A，殘壓為30kV；10kV避雷器U13.2kV

12、時，電站型A，殘壓為45kA，配電型A，殘壓為50kV；35kV避雷器U40.5kV時，電站型A，殘壓為134kA。(4)操作沖擊保護程度避雷器操作沖擊電流(30100s內(nèi))的最大殘壓。操作沖擊絕緣配合系數(shù)，應(yīng)滿足電氣設(shè)備的操作絕緣程度與操作沖擊保護程度之比值不得小于1.15。根據(jù)持續(xù)運行電壓查GB11032-2000?交流無間隙金屬氧化物避雷器?：6kV避雷器U7.92kV時，電站型A，殘壓為23kA，配電型A，殘壓為25.6kV；10kV避雷器U13.2kV時，電站型A，殘壓為38.3kA，配電型A，殘壓為42.5kV；35kV避雷器U40.5kV時，電站型A，殘壓為114kA。另外，還要

13、考慮爬電距等因素，使之到達交接試驗要求。5投運前的檢測為防止有意外因素對產(chǎn)品的損壞，在避雷器投運之前，應(yīng)進展試驗及定期檢測。試驗應(yīng)在相對相間及相對地間進展，測量次數(shù)為三次，求其平均值。每二次試驗的時間間隙不小于10S，放電后子0.2S內(nèi)切斷工頻電源。試驗時可在試驗變壓器旁邊串聯(lián)一只10A以上的電流表，觀察電流值，當電流發(fā)生突變時，說明試品已放電，此刻的電壓值即為工頻放電電壓值。假設(shè)現(xiàn)場有條件，可通過高壓測試儀直接讀取脈沖電電壓值。每3-4年應(yīng)做一次工頻放電試驗的常規(guī)檢測。電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定：35kV及以下的A避雷器用2500V兆歐表測量，其絕緣電阻不低于1000。對無間隙A避雷器還要測量1A(直流)時的臨界動作電壓U1A和75%U1A直流下的泄露電流，測量的U1A主要是檢查其閥片是否受潮，確定其動作性能是否符合要求。U1A實測值與初始值或制造值相比，其變化不應(yīng)大于5%，U1A過高使保護電氣設(shè)備的絕緣裕度降低，U1A過低使A避雷器在各種操作和故障的瞬態(tài)過電壓下發(fā)生爆炸，測量75%U1A下的直流泄露電流，主要檢測長期允許工作電流的變化情況。規(guī)程規(guī)定，75%U1A下的泄露電流不大于50A。6總結(jié)組合式過電壓保護器因采用復(fù)