b1 产生高次谐波。由于连接导体的电感不能忽略, 这些电感与电容 组成的高频谐振回路是产生三次谐波的污染源, 严重时甚至需要附 加滤波装置。

c1 增加配电系统的电容电流。例如, 前面提到的LG12O011/ 100O3 的RC 过电压吸收器, 每只在10kV 配电系统中将产生01543A 电容电 流, 不利于10kV 配电系统中单相接地时的电弧自动熄灭, 容易产生 弧光接地过电压。当出线回路多时, 甚至需要装设消弧线圈。

4 无间隙氧化锌避雷器及其优缺点

在负载进线端并联氧化锌避雷器保护装置如图2 所示。 采用避雷器限 制各种类型过电压是目前最常用的有效方法。 在各种类型的避雷器中, 无间隙氧化锌避雷器是由氧化锌非线性高性能电阻片叠装而成。 它工作在伏—安特性的高欧姆状态(高阻态) ,仅流过几微安的容性电流, 在过电压袭击下能急速转入高导电状态而产生对地电流。 一旦限制器 端电压降到长期允许值以下, 即恢复高阻态。 它不仅能防止雷电流对 电气设备的危险, 还适合于限制城市10kV配电所真空断路器的过电 压保护问题各种操作过电压。

目前, 它们已广泛用在10kV 配电所作为10kV 母线上电气设备的雷 电过电压和操作过电压保护, 也作为真空断路器开断空载变压器产 生过电压的保护。装置十分简单是它的主要优点。

但无间隙氧化锌避雷器有以下缺点:

a 只能限制过电压的幅值, 不能限制过电压的陡度, 对变压器的匝 间绝缘不利。

b 10kV 配电网单相接地时或铁磁谐振过电压时氧化锌避雷器动作 损坏较多。

c 即使提高了无间隙氧化锌避雷器的额定电压,从而提高了避雷器 的热容量(即承载能力) , 减少动作损坏, 但仍然不能完全避免谐振 过电压和电弧接地过电压时爆炸的可能性。

5 有串联间隙氧化锌组合避雷器及其优缺点

有串联间隙氧化锌组合避雷器由4 个特性相同的单元组合而成, 每 一个单元都含有火花间隙和氧化锌电阻片, 它与被保护负载连接方 式如图3 所示。 有串联间隙氧化锌组合避雷器采用了氧化锌电阻片和 间隙的各自优点, 使两者互为保护。 间隙使电阻片与电网运行电压隔 离或只承受低电压, 大大改善了电阻片组长期工作条件。 电阻片使间 隙无续流、无截波, 其寿命大大延长。由于串联间隙的存在, 它使正 常工作时没有泄漏电流通过, 也不必考虑泄漏电流阻性分量的劣化 作用, 避雷器可以用数量较少的电阻片, 结构简单, 这时残压很低, 如果火花间隙的放电电压也很低, 则可使避雷器具有很低的保护水 平。 总之, 有串联间隙后, 大大改善了前面所述无间隙氧化锌避雷器 的性能。 这是有间隙氧化锌组合避雷器的主要优点, 因此它一直受到 国内外专家的推荐, 用来取代目前无间隙氧化锌避雷器, 保护绝缘 较薄弱的电动机的操作过电压。

图3有间隙氧化锌组合避雷器保护接线图

但根据几年来运行观察, 发现有些6.3kV 电动机用组合避雷器的稳定性不好, 在6.3kV 中性点绝缘运行系统中, 在幅值为2.5 ～ 3.0p1u1 (8.67 ～10.4kV) 持续时间可长达数小时的铁磁谐振过电压的作用下, 仍引起数次爆炸事故。 据分析, 这是因为电动机的绝缘 水平低, 为保证保护裕度, 制造厂有意降低组合避雷器的工频放电 电压引起的。但对于电力变压器等电气设备, 由于绝缘水平相对较 高, 保护裕度较大, 可以提高避雷器的工频放电电压, 从而提高稳 定性, 不至于出现过热引发的爆炸事故。

6 目前最常用保护方式必要性分析及建议

在城市10kV 配电所中, 目前通常采用Y5WO17/ 50 型无间隙氧化锌 避雷器装在变压器回路中,作为真空断路器开断空载变压器操作过电 压保护。现在来分析采用这种保护方式的必要性。根据目前真空断路 器均采用低截流过电压断路器的情况, 设真空断路器截流最大过电 压的倍数不超过3.1p1u1(见前面ZN63A-12 真空断路器截流时实测的 最大过电压倍数) 。在10kV 系统中,对应3.1p1u1 相对地的电压为 3.1 ×10/ 3 = 17.8kV (有效值) 。从表1、表2 可知, 这种操作过 电压水平将低于变压器的绝缘水平(额定短时工频耐受电压: 油浸电 力变压器30kV , 干式电力变压器28kV) , 即不会损坏变压器绝缘, 也就是说不需要对真空断路器开断空载变压器产生过电压进行保护。 根据上述分析, 提出以下建议:

a1 对城市10kV 配电所的真空断路器开断空载变压器产生的过电压 无需装设氧化锌避雷器进行专门保护。 对变压器回路中已装设的无间 隙氧化锌避雷器, 尤其额定电压不到17kV 的避雷器, 为防止电弧接 地过电压和铁磁谐振过电压引起避雷器爆炸, 消除隐患, 建议取消。

b1 考虑到城市10kV 配电所的电气设备布置集中, 避雷器所需的保护范围不大, 建议取消配电所10kV 母线上目前普遍装设的无间隙氧 化锌避雷器,今后仅在10kV 进线回路中装设有间隙氧化锌组合避雷 器, 作为10kV 进线及母线上电气设备的雷电过电压和操作过电压保 护。

c1 以往工业企业35/ 6kV 变电所装有6kV 高压电动机或电炉变压器, 采用RC 过电压0kV 配电所保护器, 防止开断较大感性电流产生多次 重燃过电压击穿匝间绝缘取得很好效果。 由于城市一般只装设普通电 力变压器, 更无需采用RC 过电压保护。