10kV真空断路器电压保护

10kV真空断路器电压保护

张宏磊

天津市海河传媒广播电视有限责任公司  300221

摘要：现在，在中国城市的10kv配电所里面，为保护真空断路器在开断空载变压器的时候形成电压，中国配电所普遍把氧化锌避雷器安装在变压器里面。本文对10kv真空断路器的电压保护进行分析，为更好的进行电压保护提供理论的支持。

关键词：10kv断路器；电压保护；真空断路器

1引言

现在大部分配电所真空断路器主要应用的是低截流种类的过电压断路器，所以，在设定断路器参数的时候，电压设定应该小于3.1p.u。通过这种设定能够减少电压量，保护变压器的绝缘体，这样就解决了真空断路器开断空载变压器出现过电压方面的问题。

2真空断路器、变压器及氧化锌避雷器的有关技术性能

2.1 10kV 户内真空断路器的触头材料

中国真空断路器已经发展了几十年的时间。截止到2002年的年底，中国生产的10kv的户内真空断路器的型号从zn1-10发展到了IN98-12。其中自信设计的产品主要是ZN28-12，安装在KYN1-10手车式的成套性的开关柜里面，全面的应用到城市的10kv的配电所里面。在以前，内部安装的ZN63A-12 (参照VD4)型的真空型的断路器的中置柜也能够在这些配电所里面应用。中国最开始研发的真空灭弧室都应用铜铋(Cu/Bi)触头材料，未来研发的灭弧室都应用铜铬(Cu/Cr)触头性的材料，极大的降低了之后将会叙述的截流电流数值，也就是操作过电压数值。

2.2 10kV油浸和干式电力变压器的绝缘水平

10kV油浸电力变压器的绝缘水平，根据表1可知：

表1 10kv油浸电力变压器的绝缘水平（kv）

表2 10kv干式电力变压器的绝缘水平（kv）

从表1和表2可知，干式电力变压器的绝缘水平比油浸变压器要低。因为防火的要求，目前城市高层建筑的地下配电所都使用干式电力变压器。

2.3 10kV 无间隙氧化锌避雷器的技术参数

10kv常用的配电用无间隙氧化锌避雷器的技术参数，根据表3可知：

表3 典型的配电用避雷器参数（kv）

3 三种常见浪涌吸收器的工作原理和优缺点对比

3.1 RC过电压吸收器

在负载进线端并联电阻R还有电容C串联保护装置，根据图1可知。

图1 RC过电压吸收器保护接线图

能够让真空断路器开断空载变压器形成的过电压进行控制。这是由于电容C不但能够降低电压提高的幅度，还能够减少负载的波阻抗，所以能够减少截流的过电压。然而，出现截流的时候，电阻R可以耗费负载电路里面的高频振荡的能量，让过电压获得高效的管控。在断路器触头间的电弧重新燃起的时候，电阻R又增加了高频放电电路的衰减数值，让高频电流快速的减低以及减少幅度，并且能够预防损坏匝间绝缘。所以，RC过电压吸收器是现在保护真空断路器在开断电动机、空载的变压器等小的电流负载的时候形成截流过电压效果最佳的设备。过去，中国已经成批的生产RC过电压吸收器，并且成功的应用在10kv实际设备中RC过电压吸收器的优点十分的突出，可是实际使用的过程中也会存在一些不足：第一，因为体积大有一些成套的开关柜的小车里面就不能装下。安装在尺寸比较小的开关柜里面，也容易出现绝缘的情况。第二，形成高次谐波。因为连接导体的电感不能够忽视，这些电感以及电容构成的高频谐振回路是形成三次谐波的主要污染源，严重的时候设置要附加滤波的设备。第三，增加配电系统的电容电流内容。

3.2 无间隙氧化锌避雷器

无间隙氧化锌避雷器的安装操作比较方便，它不仅能够保护电器机械远离雷电危害，还能够限制变压器的过电压数量，优点十分的清晰。

第一，避雷器的限制力只能够降低过电压的流量，不能够降低过电压速率。第二，在配电所的电网单方向和地线相连接的时候，避雷器的损耗情况比较严重；第三，就算是采用提升额定电压的方式来降低避雷器损耗的情况，也不能够彻底

避免电网接地线的时候避雷器的爆炸问题。

3.3 有串联问隙氧化锌组合避雷器

3.3.1 有串联问隙氧化锌组合避雷器的原理及优点

把四个具有火花间隙以及氧化锌电阻片的单元组合在一起，是有串联间隙氧化锌组合避雷器，这种避雷器集合氧化锌电阻片与串联间隙的优点融合在一起，让电阻片与间隙相互保护。间隙能够分隔电网电压以及电阻片，减少电阻片的电压负荷，给电阻片提供了十分好的工作条件，与此同时电阻片也去除了间隙的续流还有截波，提升了间隙的使用时间。

3.3.2有串联间隙氧化锌避雷器的缺点

因为一些机电组合的避雷器稳定性比较差，假如让避雷器长时间的负荷电磁谐振过电压，就特别容易引起爆炸事故，存在十分大的安全隐患。针对绝缘性比较好的电气设施，能够通过适当提升避雷器的放电量来提升壁雷机体的稳定性，预防爆炸的情况出现。

结论

目前，中国城市的10Kv配电所经常使用的真空断路器过电压保护方式，是在变压器里面装备，无间隙氧化锌避雷器。安装避雷器，能够有效的抵抗真空断路器在开段空载变压器的时候形成的电压，保证机体的顺利运转，去除安全方面的问题。因为目前中国配电站的真空断路器主要应用的是过电短路器作为低截流式。所以，在设定真空断路器参数的时候，最大的截流过电压设定一定要小于3.1p.u.。

本文提出建议如下：第一，在10kv配电所里面并不需要安装避雷器来抵抗真空断路器开断空载变压器的时候形成的过电压。这是由于，假如避雷器可以承受的电压限度小于17kv，在电网接地的时候会存在十分大的爆炸风险。第二，在城市配电所里面，电气机械的安装比较集中紧凑，并不需要对电器设施进行大面积的保护。所以，进行大范围的保护。所以，能够拆除母线回路上安装的无间隙避雷器，只有将有间隙的氧化锌组合避雷器安装在线路。第三，RC过电压保护器需要运用在工业配电所，避免重燃过电压的形成，可是在城市配电所里面，并没有必要安装EC的保护器。

参考文献：

[1]陈西庚.真空断路器断开电感负荷的过电压保护.中国电力, 1996(5):10～13

[2]电力部安全监察及生产协调司编.反事故技术措施汇编(1992～ 1996).北京:中国电力出版社, 1998:127～ 128

[3]熊泰昌.真空开关电器.第二版.北京:中国水利水电出版社, 2002:213～215