自脱离式过电压保护器在企业电网中的应用
吴桂林，吴梅，丁佳，姚红梅
（湖北三宁化工股份有限公司，湖北校江443206）
摘要：文中根据金业电网的特点，通过对中压配电系统中过电压产生的原因分析，并结合单只氧化锌避需器和普通组合式过电压保护器的运行现状，根据自脱离式过电压保护器的原理，来阐述自脱离式过电压保护器在企业电网中运用的优点及可行性.
关键词：自脱离；过电压：热击穿：大航容
中图分类号：TM726.1文献标志码：B文章编号：1009-3230（2018）03-0049-03
ApplicationofSelfDetachedOvervoltageProtectorinEnterprise Power Grid
WU Gui lin WU Mei DING Jia YAO Hong - mei(Hubei Sanning Chemical Industry Co. Ltd. Zhijiang 443206 Hubei Province China)
Abstract: According to the characteristics of the enterprise network through the analysis of thereasons of overvoltage in medim voltage distribution system bined with the status qu is the onlyvoltage proteetion Zine Oxide arreser and ordinary bined from over voltage protection according to the principle to ilstrate the advantages and feasibility of separating overvoltage prtector in theuse of power grid enterprises.
Key words;: Self disengagement; Overvoltage; Thermal breakdown; Large capacity
0引言
象.过电压分为以下两大类.
1.1大气过电压
在以前的中压电力系统中，主要以架空线路为主要传输介质，无间氧化锌避雷器也是过电压保护的最佳装置.而随着电网技术的不断发展，中压系统的架空线路也越来越少，特别是在企业电网中，电缆线路越来越多，再加上真空断路器的大量应用，开关柜内过电压防护用原来的无间隙氧化锌避雷器及传统组合式过电压保护器已经不能满足需要.因此，自脱离式过电压保护器的应用是对企业电网过电压防护的完善与补充.
大气过电压也称雷电过电压.是由于直击雷和雷击感应电压突然加到系统中的过电压，由于电压幅值高，对中压设备的绝缘构成了主要威协.
1.2内部过电压
（1）操作过电压：是由线路投切、故障或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压.产生的原因主要有：a.空载线路合闸和重合闸；b.切除空载变压器、并联电抗器和高压电动机；c.线路非对称故障分闸和振荡解列；d.空载线路分闸；e.电容器组的分闸.
1中压电网过电压的分类
过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现
（2）谐振过电压：由于电网系统中的电感元件和电容元件因操作、故障、负荷波动等多种原因形成了共振条件，激发持续的谐振，导致谐振过
（2）避雷器的放电电压按相电压设计，当系统发生单相接地和铁磁谐振时，氧化锌阅片很快老化，极易并发生自身爆炸事故.
电压.
（3）弧光过电压：形成弧光接地过电压的基础是间歇性电弧.
（3）因中压开关柜内线间距离很小，氧化锌阀片烧毁极易引起相间短路事故.
2企业中压电网过电压产生的原因 分析
4三相组合式过电压保护器的使用
2.1绝缘固体化降低了设备承受过电压的能力
近几年来我国已研制开发了多种三相组合式有串联间隙或无间隙氧化锌避雷器，它们在相间和相地之间都连接有一定比例的ZnO电阻片或带火花间隙，是一种复合型避雷器，该过电压保护装置对相间过电压有比较好的保护作用.组合式过电压保护器因采用复合绝缘结构，所以在安装上受开关柜尺寸的较小，因此越来越被人们所认可.
随着电网的发展，特别是企业电网中，中压系统中原来的架空线路逐渐由固体绝缘的电缆线路取代.当出现内部过电压时，由于局部放电，造成局部损伤，对可恢复性绝缘来说构不成威协.而对固体绝缘，由于它的积累效应，在3~4倍内部过电压的作用下，会造成绝缘的积累性破坏，使得中压设备的运行寿命大大缩短.
2.2开关真空化使操作过电压的概率大大提高
由于真空断路器的大量应用，面真空断路器具有很强的灭弧能力，在电弧过零点之前被强行截断.截流后电感中的磁能在向杂散电容充放电的振荡过程中，产生过电压.这种过电压，主要产生在相间，一般为额定相电压的3~4倍.
2.3线路电缆化提高了过电压的幅值
当中性点非直接接地系统发生单相间歌性弧统对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分 光接地，由于电弧多次不断的熄灭和重燃，导致系配，在非故障相的电感一电容回路上引起高频振荡过电压.对于架空线路，过电压幅值一般可达3.1~3.5倍相电压.而以电缆线路为主的企业电网，绝缘击穿或电弧重燃时过渡过程中的高频电流可达数百安培甚至上千安培.高颊电流过零点电弧熄灭的可能性大大提高，电缆线路弧光接地时，非故障相的过电压可达4~7倍.
图1组合式过电压保护器原理图
组合式过电压保护器的主要采用非线性氧化锌阀片作为主要保护器件，当过电压出现时，立即导通，流过电流，使得电压被钳制在一定范围内，我们称为”残压”.
3在企业电网中氧化锌避雷器作为 过电压保护存在的问题
（1）单只避雷器的放电电压为相电压的4倍以上，按过内部过电压设计.单只避雷器接在相对地之间，只能保护相对地的过电压，对发生在相与相之间的操作过电压，根本起不到限制作用.
图2氯化锌阀片的特性
但是氧化锌是以自身发热的形式迅速消耗过电压产生的能量，因此在动作时，氧化性阀片存在
着发热的现象.面发热的热容积超过其自身允许的范围时，氧化性阀片就会永久性击穿.正常来说，过电压保护器可以承受十万次左右的操作过电压冲击，但是在极限热容量的冲击下，寿命会急剧减少，也就是特性蜕变.特性蜕变的原因主要是由于氧化锌阀片内部晶格结构的改变造成的.
大，同时还有一定的安全隐患，因此对脱离机构提出了以下几个要录：
（a）具有足够的短路分断能力.
（b）具有足够的绝缘强度.
（c）应有状态输出.
经过市场上多方比较，发现由上海合凯电气科技有限公司生产的SHK-BOD产品是一款具有”自脱离、大能容”特点的过电压保护器，它不仅能够限制电网的内部过电压，而且能限制相与相之间的过电压最重要的是能够保证自身的安全的特点.
我们对各种过电压类型的能量等级及发生概率统计见表1.
表！
过电压种类过电压倍数 持续时间过电压能量 发生几率操作过电压大于3.0倍 等级 焦耳级 等级 频景大气过 大于3.5倍 u级 焦耳级 较少电压 2.0倍以内 ms =s级 百焦级以上 较多请据过 2.0 2.5 ms =s级 百焦级以上 较少电压 2.5 以上 ms 级 十千集级以上 偶尔
该款过电压保护器采用的是800Ams的阀片，热容积较传统TBP型过电压保护器提高了4倍以上，并采取在边缘缠绕熔丝的方法实现过电压保护器失效的及时脱离，脱离后，通过光电传感器迅速向状态监视器发出脱离信号，向时状态监 视器自带通信接口，可以直接与电站综合自动化系统相连.目前该产品已经具备了数十年的运行经验.
按照目前的制造水平，阀片的通流量最大可以微到800A左右，较以往的400A阀片通流量提高4倍.但是只提高有限的通流量并不能彻底 解决过电压保护器热击穿发生爆炸的间题.
6结束语
5自脱离装置用于过电压保护器中
实践证明，传统组合式过电压保护器长期运行在电网系统中存在着极大的安全隐患，极易导致电网闪电或跳闸事故发生，对安生生产运行极为不利，面自脱离式过电压保护器无论从原理结构上，还是从运用效果上，均有不可替代的先进性、实用性、可靠性.
由于认识和实验技术上的局限，早期TBP以过电压保护器都没有成熟有效的故障退出手段， 及后来其它企业派生出的各种类型的三相组合式以至于在系统谐振或者其他恶劣条件下，保护器本身发生崩溃，进而引发开关柜内相间短路，给用户造成生产和物质上的损失，有时还有较大的间接经济损失.
因此，在新建的工程和改造工程中应大力推广应用，以便让这种带自脱离功能且能够智能控制、信号输出远传的新型”自脱离、大能容、免维护”的过电压保护器，更好地服务于电网，更好地服务于社会，对此有着十分重要的意义.
另外，由于过电压能量过大、超期服役、产品质量等原因造成过电压保护器和避雷器的氧化锌阀片烧毁，并导致相间短路的事故时有发生.由于对截面选择、电缆长度、线间距离处理不当，全密封结构过电压保护器的引线电缆没能有效发挥安全脱离的作用.
参考文献
[1]李济沅，特高压直流输电线路单极接地政障过电压 研宽[D].浙江大学，2017-03.[2]胡军，基静文，何金良，等，微网智能配网自愈过程过电压影响图素[J].高电压技术，2014-05.
经过分析，最好的方案是在过电压保护器前安装脱离装置，可以使用熔断器作为脱离器，但是由于熔断器需要保持安全距离，一般距离都比较长，且熔断器需要专门的支架，安装在柜内难度较
