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1 引言
组合式过电压庇护器是一种新型过电压庇护装配，主要运用于35KV及以下电力系统中，用以限制雷电过电压、真空断路器操作过电压和电力系统中可能泛起的各类暂态过电压，可有用地庇护电念头、变压器、开关、电容器、电缆、母线等电力装备的尽缘不受损害，对相间和相对地的过电压均能起到靠得住的限建造用。真空断路器装配今朝的普遍运用，使人们对由于操作过电压引发的风险越来越重视，而组合式过电压庇护器的种类较多，使我们在运用选择上有很年夜的空间，但同时又会使我们选择更为慎重。本文旨在探讨真空断路器装配中组合式过电压庇护器（组合式氧化锌避雷器）的选用问题。
2 组合式过电压庇护器运用的由来
我国避雷器产物的成长历经普通阀型避雷器、磁吹避雷器和金属氧化物避雷器（MOA）几个阶段，近年来避雷器整体系体例造水安然平静都有了很年夜提高。随着真空断路器的普遍运用，为限制其操作过电压和避免受电装备尽缘损害，在限制过电压方面接纳了许多措施。凡是真空断路器装配操作过电压的庇护装配有以下几类：
（1）阻容吸收装配；
（2）无间隙氧化锌避雷器；
（3）带串联间隙氧化锌避雷器。
阻容吸收装配年夜点是能缓和进侵到被庇护装备的过电压波的陡度，改善装备绕组上的电压梯度，但有体积年夜，无较着过电压限制值，吸收过电压能容小，会发生高次谐波污染等问题。无间隙氧化锌避雷器是一种较进步前辈的过电压庇护装备，与传统的碳化硅避雷器相比，在庇护特征、通断能力和抗污秽等方面均有良的特征，其ZnO电阻片的非线性极为良，使其在正常工作下接近尽缘状态。但它庇护残压较高，没法知足在操作过电压下频仍动作的要求，存在工频老化和承受荷电率和热平衡条件的限制，这对于庇护电念头类尽缘耐压水平的装备来说还存在不足的。带串联间隙氧化锌避雷器由于增加了串联间隙，MOA可以用数目较少的ZnO电阻片，这时候残压可以做的很低，假设火花间隙的放电电压也很低，则可以使避雷器既有很低的庇护水平又不致由于泄漏电流阻性份年夜和由此带来的劣化现象和功率消耗问题。有串联间隙的MOA与无间隙MOA相比，具有较高的耐受系统暂过电压能力，可在系统发生接地故障时保证自身平安，而且具有较低的雷电冲击放电电压和残压水平，可觉得尽缘水平比力弱的装备提供秀的庇护，非凡适用于中性点非有用接地系统使用。
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毗连有一定比例的ZnO电阻片或带火花间隙，是一种复合型避雷器，该过电压庇护装配对相间过电压有比力好的庇护作用。组合式过电压庇护器因采用复合尽缘结构，所以在安装上受开关柜尺寸的影响较小，是以越来越被人们所认可。
3 组合式过电压庇护器间隙结构和特点
组合式过电压庇护器分无间隙和有带串联间隙两种，本文主要探讨带串联间隙氧化锌避雷器。组合式氧化锌避雷器由非凡间隙体和氧化锌阀片（ZnO）组成，凭据生产厂家技术方案分歧，间隙结构也分歧，间隙主要有四间隙、三间隙、菱形间隙（单间隙），六间隙等，同时间隙上有并联电阻和无并联电阻两种。间隙的分歧技术特点也分歧。
（1）四间隙星形接法组合式过电压庇护器
由四个完全不异的庇护单元组成过电压庇护器，每一个单元都有放电间隙和ZnO电阻片组成，其接线原理图见图一所示。
在该庇护器中采用ZnO和放电间隙相连系使两者互为庇护。放电间隙使ZnO的荷电率为零，ZnO的良的非线性又使放电间隙动作后立即熄弧、无截流、无续流，放电间隙不再承当灭弧使命，冲击系数可以到达1，放电电压值不随放电波形变化而变化，因而使用寿命获得提高。该接线方式可将相间过电压年夜幅度下降，与常规的MOA相比，相间过电压下降60∽70。在单相接地、间隙性弧光接地和谐振过电压下可持久平安运行。由于相相、相地都是双间隙，每一个间隙承当1/2工频放电电压，在正常情况下中心点电位是“零”，则由相间隙承当工频电压，同时对地存在寄生电容，寄生电容的存在会使现实放电值泛起不稳定。
（2）三间隙星形接法组合式过电压庇护器
由三个间隙和四个单元组成过电压庇护器，其接线原理图见图二所示。
其结构与四间隙分歧点在于取消了接地庇护单元间隙，相地庇护采用单间隙，接地庇护单元由纯电阻性材料组成，在中心点受寄生电容和杂散电容等外界身分相对小。相相过电压时由相间庇护单元和接地庇护单元配合完成，相相过电压也是由两个间隙来承当。经由过程接地庇护单元的调整可以使相相、相地工频放电电压做成一样。
（3）菱形间隙星形接法组合式过电压庇护器
由一个菱形间隙和四个单元组成过电压庇护器，其接线原理图见图三所示。
其结构与四间隙星形接法分歧点在于采用了菱形间隙结构，将带串联间隙的三相组合式过电压庇护器放电间隙的数目降到1，从而下降了散布电容和杂散电容对放电数值的影响，相间过电压和相地过电压进程均由一个间隙完成。由于间隙和ZnO可以划分装配，这样ZnO可直接和外壳材料热压铸在一起，使阀片四周空腔几近不存在，在ZnO的密封受潮和防爆问题解决的比力好。
（4）间隙并联高压电阻
间隙上并联了一个高压电阻，在工频时，间隙的容抗远年夜于并联电阻的阻抗，间隙两头的电压取决于电阻的分压值。在冲击时，由于波前很陡，其等值频率远高于工频，此时间隙的容抗远小于阻抗，电压散布由容抗决议，故不受并联电阻的影响。
4 组合式过电压庇护器的选用
在选用组合式过电压庇护器时，首先要领会被选产物结构特点、ZnO电阻片和间隙的产物、整体的尽缘性能和密封性能，由于产物的制造是相当重要的。同时必需领会其各性能指标全数合适ZBK49005-90《交流有串联间隙金属氧化物避雷器》的划定，知足DL/T620-1997《交流电气装配的过电压庇护和尽缘配合》尺度的要求。
选择MOA的重要技术参数是额定电压、年夜延续电压、标称电流、雷电冲击庇护水平、操作冲击庇护水平等，下面就6-35kV系统开关装配内避雷器选择进行论述。
(1)避雷器额定电压Ur的选择
a.按避雷器延续运行电压UC的选择
由于6-35kV系统多为中性点不接地系统，泛起单相接地以后，相对地电压上升为线电压Um（Um为系统高工作电压），属暂时过电压，故障延续时间≥10s，故避雷器延续运行电压的选择为：
6-10kV时UC≥1.1Um，则6kV避雷器UC≥1.1x7.2=7.92kV
10kV避雷器UC≥1.1x12=13.2kV
35kV时UC≥1.0Um，则35kV避雷器UC≥1.0x40.5=40.5kV
b.按避雷器暂时过电压Ut的选择
暂时过电压包括工频和谐振两年夜类。只有单相接地引发的工频过电压，才是肯定和选择避雷器额定电压的主要依据。凭据电力部1993年10月30日“关于提高3-66kV无间隙金属氧化物避雷器额定电压和延续运行电压有关情况的传递”，3-15.75kVUr≥1.4Um，35-66kVUr≥1.3Um。
现实选择中略小于上述值：
6-10kVUr≥1.38Um则6kV避雷器Ur≥1.38x7.2=9.94kV
10kV避雷器Ur≥1.38x12=16.6kV
35kVUr≥1.25Um则35kV避雷器Ur≥1.25x40.5=50.6kV
(2)标称放电电流的选择
避雷器的标称放电电流In是波形为8/20μs用以划分其品级的重要参数，有1.5、2.5、5、10、20kA等五级，前三级划分与中性点、机电避雷器、电容器避雷器等相对应，电站避雷器则分为后三种，一般6-35kV系统选择5kA。
(3)雷电冲击庇护水平
避雷器标称放电电流(8/20μs)下的残压值为避雷器的雷电冲击庇护水平。陡波标称放电电流(1/5μs)下的残压值与标称放电电流下的残压值之比不得年夜于1.15。
避雷器雷电冲击庇护水平应知足庇护电力装备尽缘配合的要求，即知足电气装备全波冲击尽缘水平与雷电冲击庇护水平之比值不得小于1.4。凭据延续运行电压查GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》：
6kV避雷器UC≥7.92kV时，电站型MOA，残压为27kA，配电型MOA，残压为30kV；
10kV避雷器UC≥13.2kV时，电站型MOA，残压为45kA，配电型MOA，残压为50kV；
35kV避雷器UC≥40.5kV时，电站型MOA，残压为134kA。
(4)操作冲击庇护水平
避雷器操作冲击电流(30～100μs内)的年夜残压。操作冲击尽缘配合系数，应知足电气装备的操作尽缘水平与操作冲击庇护水平之比值不得小于1.15。凭据延续运行电压查GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》：
6kV避雷器UC≥7.92kV时，电站型MOA，残压为23kA，配电型MOA，残压为25.6kV；
10kV避雷器UC≥13.2kV时，电站型MOA，残压为38.3kA，配电型MOA，残压为42.5kV；
35kV避雷器UC≥40.5kV时，电站型MOA，残压为114kA。
另外，还要斟酌爬电距等身分，使之到达交接实验要求。
5 投运前的检测
为避免有意外身分对产物的损坏，在避雷器投运之前，应进行实验及定期检测。实验应在"相对相"间及"相对地"间进行，丈次数为三次，求其平均值。每二次实验的时间间隙不小于10S，放电后子0.2S内切断工频电源。实验时可在实验变压器旁边串联一只10A以上的电流表，观察电流值，当电流发生突变时，讲明试品已放电，此刻的电压值即为工频放电电压值。若现场有条件，可经由过程高压测试仪直接读取脉冲电电压值。每3-4年应做一次工频放电实验的常规检测。
电力装备预防性实验规程划定：35kV及以下的MOA避雷器用2500V兆欧表丈，其尽缘电阻不低于1000MΩ。
对无间隙MOA避雷器还要丈1mA(直流)时的临界动作电压U1mA和75U1mA直流下的泄露电流，丈的U1mA主要是检查其阀片是否受潮，肯定其动作性能是否合适要求。U1mA实测值与初始值或制造值相比，其变化不应年夜于5，U1mA太高使庇护电气装备的尽缘裕度下降，U1mA太低使MOA避雷器在各类操作和故障的瞬态过电压下发生爆炸，丈75U1mA下的直流泄露电流，主要检测持久答理工作电流的变化情况。规程划定，75U1mA下的泄露电流不年夜于50μA。
6 总结
组合式过电压庇护器因采用复合尽缘结构，相间残压水平较低，对相间、相地都有比力好的过电压庇护作用。非凡是对开关柜内受安装尺寸影响的场所，相对单体式避雷器来说，结构更为紧凑，其越性更为突出，很是适合高压开关柜内使用。今朝组合式的氧化锌避雷器靠得住水平还在不竭完善，各生产厂家制造工艺水平存在差异，是以在选用时首先是讲求产物。组合式过电压庇护器的技术参数选择也长短常重要的，参数的分歧庇护水平也分歧，是以在分歧的运用场所应合理选择其参数。
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