范文一:过电压的种类和危害
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过电压产生、分类及危害
电力系统过电压主要分为雷电过电压、操作过电压和正常过电压:
1.雷击过电压危害
雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上,造成设备的损坏。对于中性点不接地的分级绝缘变压器,当雷电波从线路侵入变压站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行,特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时,会产生较高的雷电过电压或工频稳态过电压,对分级绝缘变压器中性点构成威胁,甚至使绝缘损坏。
雷击过电压又分为纵向过电压和横向过电压。
(1) 纵向过电压:
在平衡电路某点出现的对地的过电压称之为纵向过电压。地电位上升起的电压,可看做是从地系统侵入的纵向过电压。 (2) 横向过电压:
在平衡电路线与线之间,或不平衡电路的线对地之间出现的过电压称之为横向过电压。连接对称平衡传输线路的设备由于线路中两线分别对地的纵向过电压不平衡,或因纵向防护元件动作时间的差异,都会导致横向过电压的产生。连接同轴电缆系统的电子设备,纵向过电压即为横向过电压。
电子设备的损坏机理
纵向冲击对平衡电路中设备元部件的损坏有:损坏跨接在线与地之间的元部件或其绝缘介质;击穿在线路和设备间起阻抗匹配作用的
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变压器匝间、层间或线对地绝缘等。横向冲击则同信息一样可在电路中传输,损坏内部电路的电容、电感及耐冲击能力差的固体元件。 设备中元部件遭受雷击损坏的程度,取决于不同的绝缘水平及受冲击的强度。对具有自行恢复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦冲击消失,绝缘很快得到恢复,有些非自行恢复的绝缘介质,如果击穿后只流过很小的电流,常不会立即中断设备的运行,但随时间的推移,元部件受潮其绝缘逐渐下降,电路特性变坏,最后将使电路中断。
有的设备元部件如晶体管的集电极与发射极或发射极与基极,若发生反向击穿就出现了永久性损坏,对易受能量损坏的元器件,受损坏程度主要取决于流过其上的电流及持续时间。
,、操作过电压
(1)截流过电压:由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量。对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空载变压器时更危险。从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压。因此特别对感应负载在采用真空断路器作为操作元件时,应加装过电压保护设备。
(2)多次重燃过电压:多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向电机电容进行充电而产生的。在真空断路器切断电流的过程中,触头的一侧为工频电源,另一侧为LC回路充放电的振荡电源,
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如果触头间的开距不够大,两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,断路器的恢复电压就会升高。如果触头开距不够大,就会发生第二次重燃,再灭弧、再重燃以致发生多次重燃现象,多次的充放电振荡,触头间的恢复电压逐级升高,负载端的电压也不断升高,致使产生多次重燃过电压,损坏电气设备。
(3)三相开断过电压:三相开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零,致使未开断相随之被切断,在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象,从而产生更高的操作过电压,所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压。对母线支撑件,套管以及所连接的二次设备影响
,、暂时过电压
分为工频过电压,谐振过电压
其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁,其危害性较大;过电压一旦发生,往往造成电气设备损坏和大面积的停电事故。许多运行经验表明,中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用时间较长,在选择保护措施方面造成困难。为了尽可能地防止发生谐振过电压,在设计和操作电网时,应事先进行必要的估算和安排,避免形成严重的串联谐振回路;或采取适当的防止谐振的措施。
谐振过电压轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
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范文二:异常过电压的种类
异常过电压的种类
通常将超过设计规定的正常工作电压上限值的电压称为“异常过电压”简称“过电压”。它是SPD的工作对象,如果没有过电压也就没有SPD的生存价值了。因此要了解SPD就必须对过电压有个基本了解。
过电压将对电气或电子装置中的电路、元器件造成直接破坏,这种破坏依据其严重程度大至可分为以下四种情况。
1、使设备、装置短时间工作错乱。
2、造成潜故障,使得电路和器件的性能下降,寿命缩短,提前失效。
3、造成电路或器件的永久性损坏。
4、导致起火、触电等安全事故。
异常过电压可能是外来的,也可能是设备、装置内部自生的。外侵过电压的侵入途径,可以通过导线、电路、管道传导进入;也可以通过静电感应、电磁感应侵入。过电压的出现可能是有规律性的、周期性的。但更多的则是随机的。因此在大多数情况下,很难准确在把握它,异常过电压依据其成因的不同,可以分为雷击过电压、操作过电压、静电和暂态过电压等。下面作分类介绍:
1)雷击过电压:雷云直接对设备、装置放电时,设备装置所承受的是“直击雷过电压”,这种情况发生概率少,而通常所说的雷击过电压是指“感应过电压”。当雷击对地面某一点放电时,通常在它周围方园1.5km范围内的导线、导体中都会有一定幅值的瞬态电压产生。而产生这种冲击电压的主要机理如下:
? 雷云对附近地面的物体放电,或在附近云层中放电,产生的电磁场 会在供电系统的线路导体中产生感应电压。
? 附近云—地之间放电所产生的入地电流。耦合到接地网的公共接地阻抗上,在接地网的长度和宽度方向上产生电压差。
? 若雷击时,变压器一次侧的的避雷器动作,一次侧电压快速跌落。这种快速跌落通过变压器的电容耦合传送到二次侧。迭加在通过正常变压器耦合的电压上,形成二次侧冲击电压。
? 雷电直接击中高压一次侧线路,向一次侧线路注入极大的电流,这种大电流流过接地电阻或一次侧导体的冲击阻抗。都会产生高电压,一次侧的这种高电压又可通过电容耦合和正常的变压器耦合,在低压交流电源线路中出现。
? 雷电直接击中二次侧线路,极大的电流和由这种电流所产生的极高电压远远超过设备本身和接在二次侧线路中的保护器件的承受能力。
为模拟雷电冲击,国际上规定“1.2/50”电压波为标准雷电压波(其波前时间为1.2μs,波尾下降到半峰值的时间为50μs。)“10/350”电流波为半径传导衰减的雷电流波;“8/20”电流波为经传导衰减的感应雷电流波。雷电冲击波的特点持续时间短,但峰值高。
雷电流的波形由图3.1描述:
由纵轴上的0.1(B)、0.9(A)和1.0三个刻度作三条横轴的平行线,前两条平行线分别与波形曲线的上升沿相交于A、B两点,过A、B两点作一条直线,该直线与第三条平行线和横轴分别相交于C、D两点,由C点引横轴的垂线,其垂足E点与D点之间的时间即定义为波头时间,用t1表示。再由纵轴上0. 5刻度作横轴的平行线,该平行线与波形曲线的下降沿相交于F点,从F点引横轴的垂线,垂足G点与D点之间的时间定义为半幅值时间,用t2表示,在定义了波头时间和半幅值时间后,单极性雷电流脉冲波形可计为t1/ t2,这t1和t2一般采用μs作单位。
2)操作过电压是指电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等通断转接时,在系统电路中、电路对地以及开关两端所产生的过电压。
产生操作过电压的原因是由于线路及其中的元器件都带有电感和电容,储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量,在电路状态突变时产生的能量转换,过渡的振荡过程,由振荡而出现过电压。
操作过电压的持续时间比雷击过电压长,比暂态过电压短,在数百微秒到100ms之间,并且衰减很快。
3)众所周知,在天气干燥的冬天,人体与衣服间的磨擦会使人体带电,当带电的人与电子产品接触时,就会对电子产品(如手机)放电,这是一种典型的静电放电,静电放电的特点是电压很高,但时间很短,为纳秒级。
IEC61000-4-2规定的模拟接触静电放电的电压,等级为2kv,8kv,相应的电流峰值为(7.5,30)A。
4)暂态过电压是指当电力系统发生接地故障,切断负荷或谐振时所产生的相-地,或相-相间的电压升高,它的特点是持续时间比较长(0.1S,60S,与系统的保护方式有关)。暂态过电压的幅值随供电系统的接地方式而异,接地电阻大的系统,暂态过电压倍数就大。
范文三:过电压的危害 过电压的种类和危害
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过电压产生、分类及危害
电力系统过电压主要分为雷电过电压、操作过电压和正常过电压:
1.雷击过电压危害
雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上,造成设备的损坏。对于中性点不接地的分级绝缘变压器,当雷电波从线路侵入变压站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行,特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时,会产生较高的雷电过电压或工频稳态过电压,对分级绝缘变压器中性点构成威胁,甚至使绝缘损坏。
雷击过电压又分为纵向过电压和横向过电压。
(1) 纵向过电压:
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在平衡电路某点出现的对地的过电压称之为纵向过电压。地电位上升起的电压,可看做是从地系统侵入的纵向过电压。
(2) 横向过电压:
在平衡电路线与线之间,或不平衡电路的线对地之间出现的过电压称之为横向过电压。连接对称平衡传输线路的设备由于线路中两线分别对地的纵向过电压不平衡,或因纵向防护元件动作时间的差异,都会导致横向过电压的产生。连接同轴电缆系统的电子设备,纵向过电压即为横向过电压。
电子设备的损坏机理
纵向冲击对平衡电路中设备元部件的损坏有:损坏跨接在线与地之间的元部件或其绝缘介质;击穿在线路和设备间起阻抗匹配作用的变压器匝间、层间或线对地绝缘等。横向冲击则同信息一样可在电路 1
中传输,损坏内部电路的电容、电感及耐冲击能力差的固体元件。 设备中元部件遭受雷击损坏的程度,取决于不同的绝缘水平及受冲击的强度。对具有自行恢复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦冲击消失,绝缘很快得到恢复,有些非自行恢复的绝缘介质,如果击穿后只流过很小的电流,常不会立即中断设备的运行,但随时间的推移,元部件受潮其绝缘逐渐下降,电路特性变坏,最后将使电路中断。 有
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的设备元部件如晶体管的集电极与发射极或发射极与基极,若发生反向击穿就出现了永久性损坏,对易受能量损坏的元器件,受损坏程度主要取决于流过其上的电流及持续时间。
,、操作过电压
(1)截流过电压:由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量。对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空载变压器时更危险。从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压。因此特别对感应负载在采用真空断路器作为操作元件时,应加装过电压保护设备。
(2)多次重燃过电压:多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向电机电容进行充电而产生的。在真空断路器切断电流的过程中,触头的一侧为工频电源,另一侧为LC回路充放电的振荡电源,如果触头间的开距不够大,两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,断路器的恢复电压就会升高。如果触头开距不够大,就会发生第 2
二次重燃,再灭弧、再重燃以致发生多次重燃现象,多次
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的充放电振荡,触头间的恢复电压逐级升高,负载端的电压也不断升高,致使产生多次重燃过电压,损坏电气设备。
(3)三相开断过电压:三相开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零,致使未开断相随之被切断,在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象,从而产生更高的操作过电压,所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压。对母线支撑件,套管以及所连接的二次设备影响
,、暂时过电压
分为工频过电压,谐振过电压
其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁,其危害性较大;过电压一旦发生,往往造成电气设备损坏和大面积的停电事故。许多运行经验表明,中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用时间较长,在选择保护措施方面造成困难。为了尽可能地防止发生谐振过电压,在设计和操作电网时,应事先进行必要的估算和安排,避免形成严重的串联谐振回路;或采取适当的防止谐振的措施。
谐振过电压轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
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范文四:异常过电压的破坏作用及种类
异常过电压的破坏作用及种类
1异常过电压的破坏作用
通常把超过设计规定的正常工作电压上限值的电压,称为“异常”或简称“过电压”。它是压敏电阻器的工作对象,如果没有过电压,也就没有压敏电阻器的生存空间了,因此要了解压敏电阻器,就必须对过电压有个基本了解。
l 过电压 将对电气或电子装置,其中的电路,元器件,造成直接破坏,这种破坏,依据其严重程度,大体可分为以下四种情况:
1、 使设备、装置短时间工作错乱。
2、 造成潜故障,即使得电路和器件的性能下降,寿命缩短,提前失效。
3、 造成电路或器件的永久性损坏。
4、 导致起火,触电等安全事故。
l 异常过电压 可能是外来的,也可能是设备,装置内部自生的。外侵过电压的侵土途径,可以通过导线、电路传导进入,也可以通过静电感应,电磁感应侵入。过电压的出现可能是有规律的周期性的,但更多的则是随机的。因此在大多数情况下,很难准确地把握它。 异常过电压,依据其成因的不同,可以分为雷击过电压,操作过电压,静电和暂态过电压等。 2 雷击过电压
雷云直接对设备,装置放电时,设备装置所承受的是“直接雷过电压”,这种情况,毕竟是很少的,而通常所说的雷击过电压是指“感应雷电压”。当雷击对地面某一点放电时,通常在它周围方圆1.5km范围内的导线,导体中,都会有一定幅植的瞬间电压产生,产生这种冲击电压的主要机理如下:
1. 雷云对附近地面的物体放电,或在附近云层中放电,产生的电磁场,会在供电系统的线路导体中产生感应电压。
2. 附近云-地之间放电所产生的入地电流,耦合到接地网的公共接地阻抗上,在接地网的长度和宽度方向上产生电压差。
3. 若雷击时,变压器一次侧的间隙型避雷器的动作,一次侧电压快速跌落,这种快速跌落通过变压器的电容耦合,传送到二次侧,跌加在通过正常变压器耦合的电压上,形成二次侧冲击电压。
4. 雷电直接击中高压一次侧线路,向一次侧线路注入极大的电流。这种大电流流过接地电阻或一次侧导体的冲击抗阻,都会产生高电压。一次侧的这种高电压又可通过电容耦合和正常的变压器耦合,在低压交流电源线路中出现。
5. 雷电直接击中二次侧线路,这意味着极大的电流和由这种电流所产生的极高的电压,它们远远超过设备本身和接在二次侧线路中的保护器件的承受能力。
为模拟雷电冲击,国际上规定“1.2/50”电压波(“1.2/50的含义是指一个单极性的指数波,其波前时间为1.2uS,波尾下降到半峰值的时间为50uS”)。“10/350”电流波为未经传导衰减的雷电流波,“8/20”电流波为经传导衰减的感应雷电流波。雷电冲击波的特点是持续时短,但峰值很高。
3 操作过电压
操作过电压是指电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等通断转接时,在系统电路中、电路对地以及开关两端所产生的过电压。
产生操作过电压的原因是由于线路及其中的元器件都带有电感和电容,储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量,在电路状态突变时产生能量转换,过度的振荡过程,由振荡而出现过电压。
操作过电压的持续时间比雷击过电压长,比暂态过电压短,在数百微秒到100mS之间,并
且衰减很快。
GB/T16927.1-1997(IEC60-1.1989)规定用250/2500冲击电压波来模拟操作冲击电压。 在压敏电阻测试中规定用10/1000电流波,2MS电流来进行能量耐量的测试。
4 静电放电
众所周知,在天气干燥的冬天,人体与衣服间的摩擦会使人体带电,当带电的人与电子产品接触时,就会对电子产品(如手机)放电,这是一种典型的静电放电,静电放电的特点是电压很高,但时间很短,为纳秒级。
IEC61000-4-2规定的模拟接触静电放电的电压,等级为2KV~8KV,相应的电流峰值为(7.5~30)A,波形如图2.2所示。
5 暂态过电压
暂态过电压是指当电力系统发生接地故障,切断负荷或谐阵时所产生的相-地,或相-相间的电压升高,它的特点是持续时间比较长(0.1S-60S,与系统的保护方式有关)。暂态过电压的幅值随供电系统的接地方式而异,接地电阻大的系统,暂态过电压倍数就大
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范文五:过电压的防治
大气过电压及操作过电压的防治
(安徽至臻电气有限公司)
3~35kV电力供电系统上,过电压现象十分普遍,包括雷电过电压、操作过电压、弧光过电压、谐振过电压等,每种过电压特性不同,防治原理也不同。
一、 雷电过电压形成及分类
雷电过电压,是由于电力系统的设备或建(构)筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压,因其能量来自系统外部,故又称为外部过电压。
雷电过电压有两种基本形式:直击雷过电压和感应雷过电压。
1.直击雷过电压
直击雷(direct lightning)过电压是指雷云直接对电气设备或建筑物放电而引起的过电压。强大的雷电流通过这些物体导入大地,从而产生破坏性极大的热效应和机械效应,造成设备损坏,建筑物破坏。
图1.1 直击雷的放电 图1.2 雷电流波形
2.感应雷过电压
所谓感应雷过电压,是指当架空线附近出现对地雷击时,在输电线路上感应的雷电过电压。感应雷过电压的形成过程可以用图1.3来表示,在雷云放电的起始阶段,雷云及其雷电先导通道中的电荷所形成的电场对线路发生静电感应,逐渐在线路上感应出大量异号的束缚电荷Q。由于线路导线和大地之间有对地电容C存在,从而在线路上建立一个雷电感应电压U=Q/C。当雷云对地放电后,线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷,向线路两端冲击流动。这就是感应雷过电压冲击波。
图1.3感应雷过电压的形成过程
高压线路上的感应过电压,可高达几十万伏,低压线路上的感应过电压,也可达几万伏。如果这个雷电冲击波沿着架空线路侵入变电站或厂房内部,对电气设备的危害很大。
针对大气过电压,金属氧化物避雷器的动作时间快,残压值不高等特点,可以有效的防治大气过电压。
二、 操作过电压的产生及分类
操作过电压是指电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等通断转接时,在系统电路中、电路对地以及开关两端所产生的过电压。产生操作过电压的原因是由于线路及其中的元器件都带有电感和电容,储存在电感中磁能和储存在电容中的静电场能量,在电路状态突变时产生能量转换,过度的振荡过程,由振荡而出现过电压。操作过电压的持续时间比雷击过电压长,比暂态过电压短,在数百微妙到100mS之间,并且衰减很快。
常见的真空断路器操作过电压又可以分为截流过电压、多次重燃过电压、三相开断过电压。
1. 截流过电压。由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量。对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空
载变压器时更危险。从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压。因此特别对感应负载在采用真空断路器作为操作元件时,应加装过电压保护设备。
2.多次重燃过电压。多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向电机电容进行充电而产生的。在真空断路器切断电流的过程中,触头的一侧为工频电源,另一侧为LC回路充放电的振荡电源,
如果触头间的开距不够大,两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,断路器的恢复电压就会升高。如果触头开距不够大,就会发生第二次重燃,再灭弧、再重燃以致发生多次重燃现象,多次的充放电振荡,触头间的恢复电压逐级升高,负载端的电压也不断升高,致使产生多次重燃过电压,损坏电气设备。
3.三相开断过电压。三相开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零,致使未开断相随之被切断,在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象,从而产生更高的操作过电压,所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压。
针对操作过电压目前市场上的保护设备比较混乱,主要有二个类别,组合式过电压保护器和阻容吸收器,两种产品都有自己的优点及不足,组合式过电压保护器的优点是可以对相间和相地起到同样的保
护效果,且吸收能量大,对系统没有任何干扰,缺点是动作时间稍慢。阻容吸收器的优点是可以降低过电压的频率,就是通常意义上说的延缓陡波,缺点较多,主要是吸收能量小,正常运行时电容容易老化,增加电容电流,使电网复杂性加大。因此在高载能区域可以选择性使用,但不能选择复合式过电压保护器。复合式过电压保护器是将两者结合到一起,为了解决电容老化及电容电流的问题,增加了间隙,问题解决了,但阻容吸收器的优点也被隔离了。
针对弧光过电压及谐振过电压,都有专门的限制设备,才可以有 效的限制过电压的危害。
对过电压保护器的比较:
普通金属氧化物避雷器(YH5W系列)
表征氧化锌阀片长期运行的寿命指标为荷电率:
2?1.1?1.15Ue
η=U1mA
其中,Ue为设备的额定电压,U1mA为氧化锌阀片直流1mA参考电压。在设计及使用中,荷电率应低于0.75才能保证氧化锌避雷器自身安全可靠地运行。
若该避雷器的U1mA按相电压选取,则荷电率较高,特别是在单相接地情况下,ZnO阀片将会严重老化,自身安全无法保证;若U1mA按线电压选取,则残压值太高。
国标GB311.1-1997规定,最高电压在1kV≤Um≤252kV的范围内,电气设备的相间绝缘耐受电压与相对地绝缘耐受电压值相同。对于在运行中的高压电动机,其相对地和相对相之间的绝缘所能承受的过电
压数值,我们做一下分析。
一般电动机的一分钟工频耐压值为2Ue+1。对已运行的电动机取上述耐压值的75%,即电动机的冲击耐压值为: US=2(2Ue+1)×1.15×75%
式中:1.15为电动机绝缘的操作冲击系数;
Ue为电动机的额定电压。
以6kV电压等级电动机为例,其相对地和相对相之间绝缘的冲击耐压水平按上式计算结果如下: US=2(2×6+1)×1.15×75%=15.9kV
工业生产的ZNO的残压比一般均>1.4,国标又规定U1MA≥11.3KV,则:残压比=U100A/U1ma>1.4 → 残压U100A>1.4×11.3即>15.8KV,即普通6KV的YH5W单只对地保护水平(或称过电压限制值,过电压保护器残压值、100A电压值)最好值为15.8KV,即YH5W只能将相对地过电压限制在15.8KV以下;
操作过电压产生在相间时,YH5W需要两单只ZNO动作来限制过电压,限制值为两倍(即31.6KV),解释为相间过电压不超过31.6KV时,YH5W不动作,假设产生了20KV的相间过电压,电动机相间绝缘已受损伤,而YH5W却不动作,不起作用,所以YH5W是避雷器而非操作过电压保护器。
组合式过电压保护器是由四个带串联间隙的氧化锌避雷器组合而成的过电压保护器。采用这种特殊的结构和接线方式拥有如下特性。
1、氧化锌和间隙互为保护。间隙使氧化锌荷电率为零,不存在老化问题。氧化锌良好的伏安特性又使间隙放电后无截波,无续流,间隙不再承担灭弧任务,提高了保护器的使用寿命。
2、通过改善间隙的结构以及选择间隙之间瓷环材料的介电系数,使得其冲击系数接近于1。上升前沿为1.2μs的冲击电压放电值与上升前沿为5ms的工频电压放电值相同。这样,在操作冲击电压波形范围内(20μs-50ms)的任意波形电压,放电电压值均相等,保护性能稳定。
3、采用四星型接线方式,相对相及相对地的保护水平相同,可大大降低相间过电压。与常规氧化锌避雷器相比,相间过电压下降了60%-70%,保护的可靠性大为提高。
SDB组合式过电压保护器还有以下几个优点:
1、采用特性优异的高能氧化锌电阻,通流容量大,可做到600A/2ms和800A/2ms.使用范围广,可以使用在对过电压保护器性能要求更高的场合。更适用于电力系统中频繁产生较长持续时间的过电压、而被保护设备的绝缘又相对薄弱的场所中。
2、SDB组合式过电压保护器护器本身自带液晶无源放电记数器(选配),时刻反映并记录被保护设备的过电压发生状况,记录三相六路的过电压次数,预知系统故障,为事故分析提供依据。
3、氧化锌阀片采用能量均衡原理,在烘烤箱中烘制而成。
4、阀片单元采用整体模压式独立密封。此工艺在组合式过压保护器中为首创,已实施两年多。将ZnO阀片配片后缠绕固化胶带,送
硅橡胶硫化床中硫化,实现整体模压,成型后的ZnO阀片与外套硅橡胶之间无任何空隙,不会产生呼吸现象,内部短路可能性大大下降。
阻容吸收器的优点是可以降低过电压的频率,就是通常意义上说的延缓陡波,缺点较多,主要是吸收能量小,不能限制过电压的幅值,对设备绝缘起不到保护作用,正常运行时电容容易老化,增加电容电流,使电网复杂性加大。因此在高载能区域可以选择性与组合式过电压保护器配合使用。
综上所述,对系统过电压防治应采用系统解决方案,对于有架空线路的系统以及架空线的进线柜,架空线两端及柜内应使用金属氧化物避雷器,架空线路主要遭受大气雷击较多,且频率较高,使用金属氧化物避雷器经济安全。
对于每条电缆出线及进线,在断路器下端应装设组合式过电压保护器吸收过电压能量,断路器主要是产生操作过电压的,根据上面的分析比较,组合式过电压保护器最为合适。
安徽至臻电气有限公司
技术部
2012年6月