中压电力系统过压保护装置在设计中的误区分析顾东锋

中压电力系统过压保护装置在设计中的误区分析顾东锋

顾东锋

（西安航天神州建筑设计院北京分院北京市100040）

摘要：随着我们国家电网的自动化程度不断提高，同时人们生活和社会对于供电要求也越来越高，人们对于中压电力系统中的相关过压设备的关注也越来越多。为了能够保护设备不被过压损坏，实现过压限制，对用电设备实现有效的保护，我们对相关的设备采用了有效的保护措施。大多数的系统主要是采用了金属氧化物作为过压保护的装置，其中主要是避雷器以及组合式的过压保护器。在本文中，我们主要是分析了电力系统的过压保护原理以及过压保护的结构形式和相关的参数，对设备保护的全面性、可靠性进行了有效的保护，确保了中压电力系统的安全性以及相关设备不被损坏。

关键词：中压电力系统；过压保护装置；误区分析

引言

在近几年的设备选型中，很多的设计单位在对中压电力系统进行设计的过程中进入了误区。针对这个情况，我们对国内一些常见的误区进行了分析和阐述，提出了对应的解决办法，有效的应对此类设备设计过程以及使用过程中容易出现的问题。

一、氧化锌电阻残压选择的误区

在近几年中，有一些厂家只顾商业利益，而将保护器的直流参考电压以及操作电流不断的降低。其推荐此方法的主要原因是因为降低保护器的动作值，也可以将过压限制在一定的范围之内，因此就容易产生“保护器残压越低越好”的误区。

（1）我们分析氧化锌的安全性，因为氧化锌电阻的本身就有缺点，容易老化，使用寿命比较短，同时如果做过多的无谓动作只能加速氧化锌的电阻老化，甚至是导致保护器被击穿出现爆炸的情况，同时给电力系统造成安全隐患。

（2）根据国家的相关标准分析保护器和设备之间需要承载的能力，以及设备的本身所具有的绝缘承受能力，而一个系统本身能够承受的过压能力，取决于电力设备自身的绝缘能力以及相关设备的过压保护能力。中压电力系统中的保护器主要在设备的绝缘受到影响的时候才会对过压进行吸收，因此我们对于过压保护器的参数设计以及设备的承受绝缘能力要相互匹配，既能够保证设备本身的安全也能够保证设备的绝缘安全。

（3）确定好电压的梯度之后，将保护的参数降低，同样能够减少过压保护装置中的氧化锌电阻。而过压保护装置的主要元器件就是氧化锌电阻，而降低相关的成本实现利润的最大化也是一些厂家的主要目的，而且在激烈的市场环境下更容易导致此类现象的加剧。结果也就会导致过压保护装置的事故机率不断上升。

二、氧化锌电阻与电源间串联放电间隙所产生的误区

串联间隙结构一定程度上能够减慢氧化锌电阻的氧化速度，但是也有负面的作用，实际上说串联间隙结构是比无间隙结构更加安全的一种结构，这也是一种误导。

持续运行的电压条件下，ZnO电阻本身能够安全稳定的运行，同时荷电率不超过设定的上限值，对于保护器来说也比较安全可靠，但是对于电机类的弱绝缘设备来说，保护裕度比较小。

而且近几年的运行结果表明，即使用了放电间隙，中压电力系统的设备以及保护器都没有受到保护，事故现象依然是居高不下。可是对于串联的间隙结构来说，即使没有受到雷击，没有任何的操作，依然出现了频繁的爆炸现象。对于内蒙古以及江苏望亭，还有四川的成都以及河南等地出现的事故现象，我们找专业人员进行了分析。分析之后，总结了综合的原因主要是以下几个方面：

（1）因为有间隙隔离,ZnO的设计残压比较低，再加上商家为了降低成本，所以设计的承受能力也比较低。而且间隙的分散度和截断比又差距比较大，所以出现了放电不稳的现象，一旦动作电压过大，那么就失去了保护作用，之后动作电压也会降低，导致间隙出现频繁的动作，引发爆炸现象。

（2）整个保护动作受间隙的影响，分为两个部分。先间隙放电，之后氧化锌电阻导通，间隙放电的过程中对氧化锌造成影响。

（3）受间隙隔离的影响,ZnO电阻的非线性特性发挥不出来，所以出现间隙放电时，非线性电阻对过压现象以及振荡频率无法起到良好的限制作用。

因此,氧化锌电阻的承受能力达不到的时候，我们采用串联放电间隙,这也只是一种权宜之计。能够扩大绝缘设备的保护裕度，但是本身的性能以及安全性能都远低于纯物理特性的氧化锌非线性电阻。

三、过压保护装置的适用范围中存在的误区

很多厂家在制造的过程中，相关的技术人员也多次的强调了过压保护器能够实现对各种过压现象的保护和控制这一说法是一种误导，其中包括间歇性弧光接地过压也是一种误导。因为出现过压现象的原因是各不相同的，乌鲁斯年hi时间和幅值或者是振荡的频率都是存在去别的，因此产生的能量也就不一样。而且中压电力系统的过压保护装置体积上是有限制的，设计上能量也存在局限性，它只能够限制瞬时性过压现象。所以说一种过压保护装置就可以有效的控制各种原因的过压现象是一种误区。

而且过压保护器的设计本身就只是针对雷电、操作等产生的瞬时过压现象，想要对一些谐波过压、接地过压等现象都进行限制也是不科学的。

四、结束语

造成中压电力系统过压现象的原因各不相同，无论是幅值还是过压持续的时间都各不相同。想要通过过压保护器以及避雷器等相关的设备完全实现过压保护是不可能的，只有实现过压保护设置的相关设计参数以及需要进行保护的设备的绝缘承受能力两者之间的配合，才能够实现用电设备的安全保护，同时也能够有效的避免设备本身成为安全的隐患，保证整个中压电力系统的安全、稳定运行。

参考文献

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[2]高志花.中压电网过电压防护装置在天铁的应用[J].天津冶金,2012,(06):46-47+50+62.

[3]程军,潘红,郭思君.中压电力系统过压保护装置在设计选用中的几个误区[J].电工技术,2007,(06):81-82.

作者简介

顾东锋（1986-10-14），男，汉族，籍贯：河北省保定市，当前职务：项目经理电气设计师，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：建筑电气自控。