1、金属氧化物或过电压保护器避雷器试验方法金属氧化物避雷器(或组合式过电压保护器)试验方法一.测量绝缘电阻使用兆欧表绝缘电阻值35kV及以下的避雷器2500V兆欧表1000M35kV以上的避雷器5000V兆欧表3000M500kV避雷器2500V兆欧表测量其底座绝缘电阻1000 M二.测量直流1mA时的监界动作电压U1mA。测量避雷器或过电压保护器的U1mA主要是检查其阀片是否受潮，确定其动作性能是否符合要求。测量接线通常可采用单相半波整流电路，各元件的参数随被试避雷器或过电压保护器的电压等级不同而不同，如图1、图2和图3所示。试验变压器的额定电压应略大于U1mA；硅堆的反峰电压应大于2.5U1m
2、A；滤波电容的电压等级应能满足临界动作电压最大值的要求，电容为0.10.5F。根据规定，整流后的电压脉动系数应不大于1.5%。经计算和实测证明，当C=0.1mF时，脉动系数小于1%。直流电压一般可采用Q3-V型或Q4-V型静电电压表测量。测量中应注意的问题是准确读取U1mA。因泄漏电流大于200mA以后，随电压的升高，电流急剧增大，故应仔细地升压，当电流达到1mA时，准确地读取相应的电压U1mA。测量时应防止表面泄漏电流的影响。测量前应将瓷套表面擦试干净，同时应考虑气温的影响，当避雷器阀片的U1mA的温度系数约为0.05%0.17%，即温度每增高10，U1mA约降低1%，必要时可进行换算。对测
3、量结果采用比较法进行判断，规程规定，U1mA与初始值相比较，变化应不大于+5%。三.测量0.75U1mA直流电压下的泄漏电流由于0.75UU1mA直流电压值一般比最大工作相电压（峰值）要高一些，测量此电压下的泄漏电流主要检查长期允许工作电流是否符合规定，因为这一电流与避雷器的寿命有直接关系（一般在同一温度下此泄漏电流与寿命成反比）。测量时应首先测出U1mA，然后再在0.75U1mA下读取相应的泄漏电流值。根据规程规定，0.75U1mA 下的泄漏电流值应不大于50A。四.测量运行电压下的交流泄漏电流在交流电压作用下，避雷器的总泄漏电流包含阻性电流（有功分量）和容性电流（无功分量）。在正常运行情况
4、下，流过避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%20%左右。但当阀片老化，避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及表面严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流却大大增加，所以测量交流泄漏电流及其有功分量是现场监测避雷器的主要方法。五.测量运行电压下的交流泄漏电流金属氧化物避雷器试验报告 电试-20工程名称： 装置地点： 试验日期： 年 月 日系统名称： 盘号： 温度： 湿度： % RH 委托单位： 执行标准：GB50150-2006 一、铭牌数据：型号 额定电压制造厂 二、试验数据： 使用仪器： 相别ABC厂号绝缘电阻测量：高压侧对地（M）直流1mA参考电压U1mA（KV）泄漏电
5、流测量：施加0.75倍U1mA电压，流过避雷器的电流值（A）运行电压下的阻性电流（A）运行电压下的全电流（A）三、结论及其它： a) 做试验时应从电器设备中拆除过电压保护器。b) 直流1mA参考电压：在过电压保护器两端施加直流电压（直流电压的脉动部分不大于 1.5%），待流过过电压保护器的电流稳定于1mA后，读出的电压数值不得小于说明书中规 定值。c) 泄漏电流测量：在过电压保护器在任意两端施加0.75倍直流1mA参考电压（直流电压的脉 动部分不大于1.5%），流过过电压保护器的电流不大于50A。d) 无间隙过电压保护器不允许做工频放电电压试验。 试验： 复核：附录1：过电压保护器JPB 概述
6、和用途：三相四线式组合式过电压保护器，简称JPB。是一种新型的过电压保护装置。它广泛地用于电力、冶金、油田、化工、煤炭等行业。可用于保护电动机、电炉、开关、变压器、电容器及电缆等电器设备，保护功能完善，增加了相-相间保护， 解决了相间操作过电压幅值过高对电气设备的损坏，是传统的避雷器所不具备的。 保护性能及安全可靠性：由于采用了间隙元件和氧化锌电阻阀片的相结合。由于采用了间隙，无续流，保护器的安全得到了可靠保证，寿命大为延长。 JPB产品型号及主要技术参数：产品型号系统额定电压kV(有效值) 保护器额定电压kV(有效值) 1.2/50冲击放电电压峰值500A操作冲击电流残压峰值 标称放电电流下
7、残压峰值保护对象 类型 JPBHY5CZ2-3.8/128.533.8121012变压器开关母线线路电站设备电站型 JPBHY5CZ2-7.6/241967.62419.524JPBHY5CZ2-12.7/41291012.7413341JPBHY5CZ2-42/12488354212498.6124JPBHY5CD2-3.8/93.153.877.49保护对象电动机 电机型 JPBHY5CD2-7.6/176.37.6141417JPBHY5CD2-12.7/2910.512.7252429JPBHY5CR2-3.8/128.533.8121012保护对象电容器组电容器型 JPBHY5CR2
8、-7.6/241967.62419.524JPBHY5CR2-12.7/41291012.7413341JPB(H)Y5CR2-42/12488354212498.6124 接线原理图： 在运行前应做预防性试验及外观检查预防及检测：1、工频放电试验：试验前保护器的四个接线端子应从电气设备拆下， 然后逐项进行相相、相地之间的工频放电。测试时，从零均匀开压，观察电流表的变化，当电流突变时，表明保护器动作放电，此时电压为工频放电电压值，放电后，应在0.2s内切断工频电源。每次测量间隔不小于15秒。多次测量，求平均值，该值不应小于说明书中规定参数值的85%。2、电导电流测量：在保护器各单元之间施加保护
9、器的额定电压，测流过保护器的电流不应大于20A。过电压保护器TBP 概述：三相组合式过电压保护器又叫TBP，是一种取代传统避雷器的新型过电压保护器，它能可靠的对被保护电器设备完成相地和相相之间的过电压保护，使被保护设备的绝缘免受雷电和操作等过电压的损坏，是普通的氧化锌避雷器所不可相比的。 选型：用户可根据被保护电器设备的不同选用相应的过电压保护器，电压等级有：380V、3kV、6kV、10kV、35kV等多种规格和用途的产品供用户选择。 结构特点和安装尺寸：1.本产品结构采用四星形接法，过电压保护器、分别采高压电缆引线，大大缩小了相间距离。由于采用对称结构，其中任意三个可分别接、三相，另一相接
10、地。 用途：主要用于电厂和工厂用电系统，保护变压器开关、母线、电动机、发电机、线路、电容器组等电器设备，限制大气过电压和操作过电压，对电器设备起到可靠的保护作用。产品型号保护对象额定电压kV(有效值) 保护器额定电压kV(有效值) 标称放电电流下残压kV2ms方波冲击电流耐受A 保护对象图号TBP-0.50.380.5加油站、电气设备1TBP-A-3.8F3.153.89.5200电动机2TBP-A-7.6F6.37.625200TBP-A-12.7F10.512.741.5200TBP-B-7.6F67.625400发电机、变压器、母线、开关、线路 TBP-B-12.7F1012.741.5
11、400TBP-B-42F/2003542160400TBP-B-42F/400WE35421604003TBP-C-3.8F33.89.5400电容器2TBP-C-7.6F67.627400TBP-C-12.7F1012.745400TBP-C-42F/2003542150400TBP-C-42F/400WE35421504003TBP-O-4.6F6.34.69.5200电机中性点2TBP-O-7.6F10.57.625200 预防及检验：在投入运行前或使用五年后，应做预防性试验，试验分别在相相，相地每两单元之间进行，检验项目及方法如下：a) 做试验时应从电器设备中拆除过电压保护器。b) 直
12、流1mA参考电压：在过电压保护器两端施加直流电压（直流电压的脉动部分不大于 1.5%），待流过过电压保护器的电流稳定于1mA后，读出的电压数值不得小于说明书中规 定值。c) 泄漏电流测量：在过电压保护器在任意两端施加0.75倍直流1mA参考电压（直流电压的脉 动部分不大于1.5%），流过过电压保护器的电流不大于50A。d) 无间隙过电压保护器不允许做工频放电电压试验。三相组合式避雷器 概述：过电压保护器（组合式避雷器）是一种取代传统避雷器的新型过电压保护器，它能可靠地保护电气设备的相-相之间绝缘免受过电压的损坏，对相-地、相-相同时提供过电压保护。这是普通氧化锌避雷器所不可相比的。过电压保护器
13、（三相组合式硅橡胶氧化锌避雷器）有以下特点：体积小、重量轻、密封性能好，防潮防爆，耐碰撞，安装灵活，运输无破损。 接线方式：产品标有“”符号单元避雷器直接接地线或接放电计数器， 其余单元避雷器分别接在系统、三相即可。 预防及检验：在投入运行前或使用五年后，应做预防性试验，试验分别在相-相，相-地每两单元之间进行，检验项目及方法如下：a) 直流1mA参考电压：在避雷器两端施加直流电压（直流电压的脉动部分不大于 1.5%）， 待流过避雷器的电流稳定于1mA后，读出的电压数值不得小于表1中的规定值定值。b) 泄漏电流测量：在避雷器两端施加0.75倍直流1mA参考电压（直流电压的脉动部分不大于 1.5
14、%），流过避雷器的电流不大于50A。c) 无间隙避雷器不允许做工频放电电压试验。配电型无间隙金属氧化物避雷器产品型号系 统标 称电 压kV(有效值)避雷器额 定电 压kV(有效值)避雷器持续运行电压kV(有效值)直 流1mA参考电压 kV(有效值)2ms方波通流容量A残 压伞径mm高度Hmm图号雷电冲击电流陡波冲击电流操作冲击电流kV（峰值）Y5WS-5/15354.07.510015.017.312.8852531YH5WS-5/15801842Y5WS-10/306108.015.010030.034.625.6852531YH5WS-10/30801842Y5WS-12/35.81012
15、9.618.010035.841.230.6853051YH5WS-12/35.8852572Y5WS-15/45.6101512.023.010045.652.539.0853051YH5WS-15/45.6852572Y5WS-17/50101713.625.010050.057.542.5853051YH5WS-17/50852572 结构尺寸图：ZR 阻容吸收器 产品用途：真空断路器、真空接触器在开、合、开断电动机、电抗器和变压器等感性负载时，容易产生截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时开断过电压。阻容吸收器能有效限制由真空断路器、电动机、变压器等产生的过电压的专用设备。 产品特点：
16、本厂的阻容吸收器和目前市场上的阻容吸收器相比有以下特点：1、体积小、是目前市场上阻容吸收器的1/3。2、能有效地控制电动机、发电机、变压器、开关等产生的过电压。3、保护设备的相对地和相对相之间的操作过电压。4、爬电距离大，能适用于重污染地区。 型号含义： 使用条件：1、户内型2、环境温度：不低于-25，不高于+403、海拔高度不超过5000mm4、相对湿度：不大于97%（25）5、电网频率：4852Hz（50Hz系统）6、爬电比距大，能适用于重污秽场所使用。 结构形式及接线方式图：阻容吸收器采用四极式、为三相连体，分别用高压电缆引出，相为公共接地线，外绝缘采用阻燃绝缘材料用高温压制成一体。FS
17、系列阀式避雷器 用途：FS系列阀式避雷器用作保护配电变压器和电缆头等电气设备免受大气过电压的损害。它适用于：1、室内和室外：使用地点环境温度-40+40。2、使用地点海拔高度不超过1000m，高于1000m地区，采用高原型避雷器。3、安装地点可能出现相对地最高工频电压不应大于避雷器的额定电压。它不适用于：有严重污秽和剧烈振动的地方。特 性 表产品型号系统标称电压kV(有效值)额定电压kV （有效值） 工频放电电压kV （有效值） 1.2/50s冲击放电电压不大于kV（峰值）标称电流残压(8/20s)不大于kV（峰值）电导电流重量(kg)直流试验电压(kV) 电流(kV) 3kA5kAFS4-3
18、33.89112116174不大于10 2.2FS8-33.0FS4-3G2.5FS4-667.6161935283073.0FS8-64.1FS4-6G3.6FS4-101012.72631504750104.2FS8-106.2FS4-10G5.0 使用注意事项：1、避雷器在运行前后应做预防性试验，在运行中的避雷器每隔12年应做一次，其项目有：(1) 泄露电流的测量，于避雷器两端加以特性表中所规定的直流电压（直流电压的脉动不大于1.5%），流过避雷器的泄露电流应符合特性表的规定。(2) 绝缘电阻试验：用2.5kV摇表来测量其绝缘电阻，阻值不作规定，但每次试验结果应相近。(3) 工频放电电压
19、测量：在避雷器端加以50Hz交流电压，在能正确读出电压数值的前提下，从零值起均匀升压到避雷器放电止。放电时流过避雷器的电流应限制在0.20.7A，放电后应在0.5s内切断电源。每只避雷器的测量次数不得少于3次，每次测量的时间间隙不得少于10s，其值应符合特性表中的规定。2、在运输和贮存时，应将避雷器正置立放。3、在运行中，避雷器原有刷漆部分应每隔1-2年刷漆一次。4、安装时，避雷器顶端引线的水平拉力应不大于294N（30kgf）。附录2：真空断路器操作过电压的保护方式分析比较摘要：分析比较了在高压厂用电系统中保护真空断路器操作过电压的几种方式，提出在工程设计中采用何种保护方式的建议。关键词：操
20、作过电压； 保护方式； 分析比较； 工程设计 随着电力系统的不断发展，发电厂对厂用电系统断路器的选择要求也越来越高。由于真空断路器开断容量大，可频繁操作，检修周期长，并可实现高压厂用配电装置的无油化，所以在发电厂厂用电系统中得到广泛应用。但因真空断路器本身具有强烈的熄弧能力，在操作过程中极易产生对设备绝缘危害很大的操作过电压。过电压形式主要有截波过电压，重燃过电压和同步开断过电压。为确保保护真空断路器操作的厂用电气设备安全运行，必须安装操作过电压保护装置。1操作过电压的保护方式目前工程设计中可考虑采用的真空断路器操作过电压的保护方式有以下几种：氧化锌避雷器保护，又分为普通氧化锌避雷器保护和带串
21、(并)联间隙的氧化锌避雷器保护；三相组合式过电压保护器保护；RC阻容过电压吸收器保护。在发电厂厂用电系统中由真空断路器操作的电气设备主要为电动机和低压变压器，所以在此只讨论对这两类设备的操作过电压保护。6 kV (10 kV)变压器由于设备制造的绝缘水平较高，其标准冲击耐压为60 kV (75 kV)，根据GB 1103289交流无间隙金属氧化物避雷器的规定，电站避雷器在操作冲击电流下残压为23 kV (38.3 kV)，所以采用氧化锌避雷器，即可实现对真空断路器操作产生的过电压保护。当然，如采用上述其他保护方式，保护性能更优越。6 kV (10 kV)电动机的绝缘水平较低，其设备制造的出厂实
22、验冲击耐压值仅为同级电压变压器的25%40%。且在运行过程中，由于受到机械、电、热和化学的联合作用，电机的绝缘将会老化。因此，运行中电机主绝缘的实际冲击耐压值还要比出厂耐压值低，所以真空断路器操作产生的过电压对其危害最大。本文主要研究真空断路器操作过电压时对高压厂用电动机的影响和保护。2各种保护方式的特点2.1氧化锌避雷器(MOA)保护2.1.1普通MOA保护无间隙MOA的保护伏安特性如图1所示：图1无间隙氧化锌避雷器伏安特性MOA特性值为：残压比 K1=U500A/U1mA，荷电率 K2=Ue/U1mA(一般氧化锌避雷器K2=0.75，高水平的阀片避雷器K2=0.8)。(1)保护性能分析。根
23、据GB 1103289交流无间隙金属氧化物避雷器规定，电动机保护氧化锌避雷器的参数，持续运行电压Ue=4.0 kV,1 mA直流参考电压U1mA11.3 kV，操作冲击电流下残压Ubc15 kV。6 kV电动机相对地和相对相之间的绝缘所能承受的过电压水平为Up=(26+1)0.751.15=15.9 (kV)15 kV(MOA残压)。根据旋转电机基本技术要求GB 75587中功率小于10 000 kW电机的绝缘绕组，试验电压(对地和匝间绝缘)要求为1 000 V+2倍额定电压(26 kV+1 kV)；0.75为惯用法绝缘配合系数；1.15为系统可能出现最高工频工作电压系数。MOA可保护电动机的
24、相对地绝缘，但保护裕度很小。且采用普通MOA保护时，在相对相操作冲击电流下其残压2Ubc=215=30 (kV)Up，不能保护电动机的相对相的绝缘。(2)在工频过电压运行状态下存在的问题。在高压厂用电系统发生单相接地故障时，非故障相的相对地电压将会升高，此时MOA所承受的是Ue=1.15U线，则其K2=1.15U线/U1mA=0.86。在这样高的荷电率下，MOA不能够长时间承受。因此，MOA在系统单相接地或谐振时发生操作过电压情况损坏较多。要提高MOA在系统保护中的运行安全性，须将普通MOA的持续运行电压提高到线电压，即Ue=1.16 kV，K2=0.75,则U1mA=1.16/0.75=13
25、.0,U500A=K1U 1mA=18.2 (kV)Up=15.9 kV。依据交流无间隔金属氧化物避雷器GB 1103289中的要求，制造厂一般将K取为1.4。这样MOA又无法实现对电动机的任何绝缘保护。所以，采用普通MOA保护电动机绝缘，存在着既要满足MOA的安全持续运行电压的要求，又要实现对相对地和相对相之间绝缘保护的矛盾。而按国标生产的氧化锌避雷器不能解决这个矛盾，只有进一步提高氧化锌避雷器的性能，或改进氧化锌避雷器的结构，充分利用ZnO的特性，才能实现氧化锌避雷器对电动机的保护。2.1.2带串(并)联间隙MOA保护(1)性能分析。 带串联间隙的MOA，国内产品目前残压为19 kV,西门
26、子公司产品可达15 kV；国内可生产残压为15 kV的带并联间隙的MOA。由于采用串联间隙，因此直流1 mA参考电压选择时可不必考虑荷电率，只需保证间隙在单相接地等工频过电压下能可靠熄弧。所以，阀片的直流1 mA参考电压选取略大于系统正常运行时的最大峰值电压即可保证避雷器安全运行。对于带并联间隙的MOA，当避雷器系统操作过电压下动作时，可有效分流冲击电流，减小了阀片的通流容量，从而提高了避雷器运行的安全性。从上述分析可知，采用带串(并)联间隙的MOA保护高压厂用电系统操作过电压，可提高MOA的安全性。且带串联间隙的MOA的性能优于带并联间隙的MOA。但也不能保护电动机的相对相的绝缘。(2)存在
27、的问题。对于带串联间隙的MOA，由于串联间隙在运行过程中存在氧化的问题，所以长期运行后使间隙的性能产生改变，从而影响保护器的绝缘保护性能，并增加了间隙放电的分散度。对于带并联间隙的MOA，由于其阀片的直流1 mA参考电压与普通MOA的一样，若高压厂用电系统发生单相接地故障后未及时切除，非故障相的相对地电压将会升高，在高荷电率情况下长期运行，将损坏MOA。综上所述，采用带串(并)联间隙MOA保护真空断路器操作过电压，可以在保证设备安全运行的前提下，保护电动机的相地绝缘，但不能保护电动机的相对相的绝缘。一般情况下，真空断路器开断后产生的过电压，主要为相地过电压。由于真空断路器各相开断的截流相差不大，且各相回路的电感(L)和电容(C)基本相同，相间电压值一般不会很大，只有在特殊情况下才发展为较高的相间过电压。所以采用带串(并)联间隙MOA保护电动机基本可满足工程要求。2.2三相组合式过电压保护器保护2.2.1保护原理(见图2)由图2可知，三相组合式过电压保护器与氧化锌避雷器相比，从理论上讲，可以将相间过电压保护值减低50%。其主要技术参数：CG为串联间隙； FR为氧化锌阀片图2保护器原理图系统
