組合式過電壓保護(hù)器的選用分析

1、組合式過電壓保護(hù)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(diǎn)，并對(duì)其技術(shù)參數(shù)的選用要求和投運(yùn)前試驗(yàn)進(jìn)展了闡述討論。關(guān)鍵詞：組合式避雷器特點(diǎn)構(gòu)造參數(shù)選用投運(yùn)試驗(yàn)1引言組合式過電壓保護(hù)器是一種新型過電壓保護(hù)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(hù)電動(dòng)機(jī)、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(duì)相間和相對(duì)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(duì)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(hù)器的種類較多，使我們?cè)趹?yīng)用選

2、擇上有很大的空間，但同時(shí)又會(huì)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(hù)器組合式氧化鋅避雷器的選用問題。2組合式過電壓保護(hù)器應(yīng)用的由來我國(guó)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(gè)階段，近年來避雷器整體制造程度和質(zhì)量都有了很大進(jìn)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(hù)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(diǎn)是能緩和入侵到被保護(hù)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(huì)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(jìn)的過電壓保護(hù)設(shè)備，與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比，在保護(hù)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(hù)殘壓較高，無法滿足在操作過電壓下頻繁動(dòng)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(duì)于保護(hù)電動(dòng)機(jī)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(shí)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(hù)程度又不致因?yàn)樾孤╇娏髯栊苑至看笠约坝纱藥淼牧?/p>

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(shí)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(hù)，特別適用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)使用。近幾年來我國(guó)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?cè)谙嚅g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(hù)裝置對(duì)相間過電壓有比擬好的保護(hù)作用。組合式過電壓保護(hù)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(rèn)可。3組合式過電壓保護(hù)器間隙構(gòu)造和特點(diǎn)組合式過電壓保護(hù)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(fèi)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(shí)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(diǎn)也不同。1四間隙星形接法組合式過電壓保護(hù)器由四個(gè)完全一樣的保護(hù)單元組成過電壓保護(hù)器，每個(gè)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(hù)器中采用Zn和放電間隙相結(jié)合使兩者互為保護(hù)。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(dòng)作后立即熄虎無截流、無續(xù)流，放電間隙不再承當(dāng)滅弧任務(wù)，沖擊系數(shù)可以到達(dá)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(jìn)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(zhǎng)期平安運(yùn)行。由于相相、相地都是雙間隙，每個(gè)間隙承當(dāng)1/2工頻放電電壓，在正常情況下中心點(diǎn)電位是“零，那么由相間隙承當(dāng)工頻電壓，同時(shí)對(duì)地存在寄生電容，寄生電容的存在會(huì)使實(shí)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(hù)器由三個(gè)間隙和四個(gè)單元組成過電壓保護(hù)器，其接線原理圖見圖二所示。其構(gòu)造與四間隙不同點(diǎn)在于取消了接地保護(hù)單元間隙，相地保護(hù)采用單間隙，接地保護(hù)單元由純電阻性材料組成，在中心點(diǎn)受寄生電容和雜散電容等外界因素相對(duì)校相相

7、過電壓時(shí)由相間保護(hù)單元和接地保護(hù)單元共同完成，相相過電壓也是由兩個(gè)間隙來承當(dāng)。通過接地保護(hù)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(hù)器由一個(gè)菱形間隙和四個(gè)單元組成過電壓保護(hù)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(diǎn)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(hù)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(duì)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(gè)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(gè)高壓電阻，在工頻時(shí)，間隙的容抗遠(yuǎn)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(shí)，由于波前很陡，其等值頻率遠(yuǎn)高于工頻，此時(shí)間隙的容抗遠(yuǎn)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(hù)器的選用在選用組合式過電壓保護(hù)器時(shí)，首先要理解被選產(chǎn)品構(gòu)造特點(diǎn)、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?yàn)楫a(chǎn)品的制造質(zhì)量是至關(guān)重要的。同時(shí)必須理解其各性能指標(biāo)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(hù)和絕緣配合?標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)稱電流、雷電沖擊保護(hù)程度、操作沖擊保護(hù)程度等，下面就6-35kV系統(tǒng)開關(guān)裝置內(nèi)避雷器選擇進(jìn)展闡述。(1)避雷器額定電壓Ur的選擇a.按避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓U的選擇由于6-35kV系統(tǒng)多為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，出現(xiàn)單相接地以后，相對(duì)地電壓上升為線電壓UU為系統(tǒng)最高工作電壓，屬暫時(shí)過電壓，故障持續(xù)時(shí)間10s，故避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓的選擇為：6-10kV時(shí)U1.1U，那么6kV避雷器U1.1x7.2=7.92kV10kV避雷器U1.1x12=13.2kV35kV時(shí)U1.0U，那么35kV避雷器U1.0 x40.5=40.5kVb.按避雷器暫時(shí)過電壓Ut的選擇暫時(shí)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(jìn)步3-66kV無間隙金屬氧化物避雷器額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓有關(guān)情況的通報(bào)，3-15.75kVUr1.4U，35-66kVUr1.3U。實(shí)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(biāo)稱放電電流的選擇避雷器的標(biāo)稱放電電流In是波形為8/20s用以劃分其等級(jí)的重要參數(shù)，有1.5、2.5、5、10、20kA等五級(jí)

11、，前三級(jí)分別與中性點(diǎn)、電機(jī)避雷器、電容器避雷器等相對(duì)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(hù)程度避雷器標(biāo)稱放電電流(8/20s)下的殘壓值為避雷器的雷電沖擊保護(hù)程度。陡波標(biāo)稱放電電流(1/5s)下的殘壓值與標(biāo)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(hù)程度應(yīng)滿足保護(hù)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(hù)程度之比值不得小于1.4。根據(jù)持續(xù)運(yùn)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(shí)，電站型A，殘壓為27kA，配電型A，殘壓為30kV；10kV避雷器U13.2kV

12、時(shí)，電站型A，殘壓為45kA，配電型A，殘壓為50kV；35kV避雷器U40.5kV時(shí)，電站型A，殘壓為134kA。(4)操作沖擊保護(hù)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(hù)程度之比值不得小于1.15。根據(jù)持續(xù)運(yùn)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(shí)，電站型A，殘壓為23kA，配電型A，殘壓為25.6kV；10kV避雷器U13.2kV時(shí)，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(shí)，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(dá)交接試驗(yàn)要求。5投運(yùn)前的檢測(cè)為防止有意外因素對(duì)產(chǎn)品的損壞，在避雷器投運(yùn)之前，應(yīng)進(jìn)展試驗(yàn)及定期檢測(cè)。試驗(yàn)應(yīng)在相對(duì)相間及相對(duì)地間進(jìn)展，測(cè)量次數(shù)為三次，求其平均值。每二次試驗(yàn)的時(shí)間間隙不小于10S，放電后子0.2S內(nèi)切斷工頻電源。試驗(yàn)時(shí)可在試驗(yàn)變壓器旁邊串聯(lián)一只10A以上的電流表，觀察電流值，當(dāng)電流發(fā)生突變時(shí)，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(chǎng)有條件，可通過高壓測(cè)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(yàn)的常規(guī)檢測(cè)。電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定：35kV及以下的A避雷器用2500V兆歐表測(cè)量，其絕緣電阻不低于1000。對(duì)無間隙A避雷器還要測(cè)量1A(直流)時(shí)的臨界動(dòng)作電壓U1A和75%U1A直流下的泄露電流，測(cè)量的U1A主要是檢查其閥片是否受潮，確定其動(dòng)作性能是否符合要求。U1A實(shí)測(cè)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(hù)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(cè)量75%U1A下的直流泄露電流，主要檢測(cè)長(zhǎng)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(hù)器因采用復(fù)