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電力技術

過電壓保護器試驗方法和標準

時間：2022-09-22

中試控股技術研究院魯工為您講解：過電壓保護器試驗方法和標準

中試控股 ? 塑造中國制造的優(yōu)質品牌

始于1986年 ? 30多年專業(yè)制造：ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀

注釋：過電壓防護是什么
過電壓防護：當電壓超過預定最大值時，使電源斷開或使受控設備電壓降低的一種保護方式，就是防止電壓過高時損壞用電器而采取的保護措施。避雷器、擊穿保險器、接地裝置等是常用的過電壓保護裝置。其中，以避雷器最為重要。

應用6kV、10kV、35kV帶間隙式過電壓保護器的檢測，適用各種電氣設備工頻放電電壓的測試。主要用于保護發(fā)電機、變壓、開關、母線、電動機、并聯補償電容器組等電器設備的絕緣免受過電壓的損害。

2015年,在上海電力新技術研討論壇上,中試控股率先提出過電壓保護器測試技術在無間隙型過電壓保護器及氧化鋅避雷器的直流1mA參考電壓試驗技術,通過3年多的研發(fā),新技術經過65次試驗更新,并與國內過電壓保護器廠家合作,完成超過500場次的現場過電壓保護器綜合測試試驗成功,產品通過省計量院檢驗合格。

電壓參數參考DL/T 596-2015 《電力設備預防性試驗規(guī)程》和GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》。
例如：10kV過電壓保護器的交接試驗，做絕緣電阻和工頻放電電壓，大修后26-31kV，運行中23-33kV。
具體試驗流程：
1、無間隙組合式過電壓保護器測試，主要有：直流 1mA 參考電壓保護器兩端子之間的電壓數值及保護器兩兩端子間施加 0.75 倍的直流 1mA 參考電壓試驗；
2、串聯間隙組合式過電壓保護器測試步驟，ZSTBP 過電壓保護器測試儀進行工頻放電電壓試驗，試驗電壓波形進行監(jiān)測，采集電流回路的放電脈沖信號，自動判斷間隙放電，鎖存放電瞬間的電壓峰值。
ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀廣泛地用于各種電氣設備工頻放電電壓的測試，尤其是對帶間隙的氧化鋅過壓保護器（又稱避雷器或TBP）的工頻放電電壓測試具有獨特的功效。該測試儀采用一種新型的特殊電路，對試驗電壓波形進行監(jiān)測，同時采集電流回路的放電脈沖信號，自動判斷間隙放電，鎖存放電瞬間的電壓峰值，同時發(fā)出聲音報警信號，以提示試驗者，并迅速切斷試驗電源，保護試品和試驗設備免遭過流損壞。該測試儀集工頻高壓電源、測量、控制系統為一體，濃縮在一個工程塑料箱內，體積小，重量輕，防震耐摔，操作簡單，攜帶方便。

建議：（TBP/避雷器）3.8選擇保護電壓10.0kV
（TBP/避雷器）7.6選擇保護電壓20.0kV
（TBP/避雷器）12.7選擇保護電壓30.0kV。

ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀廣泛地用于各種電氣設備工頻放電電壓的測試，尤其是對帶間隙的氧化鋅過壓保護器（又稱避雷器或TBP）的工頻放電電壓測試具有獨特的功效。該測試儀采用一種新型的特殊電路，對試驗電壓波形進行監(jiān)測，同時采集電流回路的放電脈沖信號，自動判斷間隙放電，鎖存放電瞬間的電壓峰值，同時發(fā)出聲音報警信號，以提示試驗者，并迅速切斷試驗電源，保護試品和試驗設備免遭過流損壞。該測試儀集工頻高壓電源、測量、控制系統為一體，濃縮在一個工程塑料箱內，體積小，重量輕，防震耐摔，操作簡單，攜帶方便。
一、ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀技術指標
1.輸出電壓0-30KV（有效值）；輸出電流0-25mA
2. 中試控股檢測放電方式：波形檢測和付立葉變換方式
3.準確度：電壓: ±（讀數×2%+0.1）電流： ±（讀數×2%+0.1）
4.高壓切斷時間：小于0.2秒
5.電壓分辨率：0.001KV 電流分辨率：0.001mA
6.輸入電源：180V～270VAC，50Hz/60Hz±1%，市電或發(fā)電機供電
7.計算機接口：標準RS232接口
8.打印機：熱敏微型打印機
9.環(huán)境溫度：-10℃～50℃ 相對濕度：<90%
二、ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀性能特點
1.儀器中試控股采用波形檢測和付立葉變換方式時刻監(jiān)測放電電流，當監(jiān)測到放電電流時，立即記錄此刻高壓并在0.2s內切斷高壓電源。測試結果精度高，便于實現自動化測量。
2.全觸摸液晶顯示屏，超大全圖形操作界面,每過程都非常清晰明了。操作人員不需要額外的專業(yè)培訓就能使用。輕輕觸摸就能完成整個過程的測試。
3.儀器操作簡便，數據的測量在微處理器控制下自動完成。無需人工干預。
4.一體化機型，內附高壓電源，便于現場測試，減少現場接線。
5.高壓保護：試品短路、擊穿或高壓電流波動，能以短路方式高速切斷輸出。
6.低壓保護：誤接380V、電源波動或突然斷電，啟動保護，不會引起過電壓。
7.防誤操作：電壓、電流實時監(jiān)示；接線端子高/低壓分明;緩速升壓，迅速降壓，聲音報警。
8.抗震性能：儀器中試控股采用獨特抗震設計，可耐受強烈長途運輸震動、顛簸而不會損壞。
9.高壓電纜：為耐高壓絕緣導線，但為了測量精確，請懸空使用。
三、ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀工頻放電試驗接線方法
在過電壓保護器的相地之間的放電。測試時，每次測量間隔不小于15秒，測量三次，求平均值，該值不應小于說明書中規(guī)定參數值的85%。
四、ZSTBP-30KV過電壓保護器測試儀附件清單
主機 1臺
接地線 1條
高壓線 1條
電源線 1條
紙卷 1個
說明書 1份
合格證 1份
試驗報告1份

電力系統中電路狀態(tài)和電磁狀態(tài)的突然變化是產生過電壓的根本原因。過電壓分為外過電壓和內過電壓兩大類。研究電力系統中各種過電壓的起因，預測其幅值，并采取措施加以限制，是確定電力系統絕緣配合的前提，對于電工設備制造和電力系統運行都具有重要意義。

無論外過電壓還是內過電壓，都受許多隨機因素的影響，需要結合電力系統具體條件，通過計算、模擬以及現場實測等多種途徑取得數據，用概率統計方法進行過電壓預測。

電力系統過電壓分成外過電壓和內過電壓兩大類。
1、外過電壓：又稱雷電過電壓、大氣過電壓。由大氣中的雷云對地面放電而引起的。分直擊雷過電壓和感應雷過電壓兩種。雷電過電壓的持續(xù)時間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，故常稱為雷電沖擊波。
2、內過電壓：電力系統內部運行方式發(fā)生改變而引起的過電壓。有暫態(tài)過電壓、操作過電壓和諧振過電壓。暫態(tài)過電壓是由于斷路器操作或發(fā)生短路故障，使電力系統經歷過渡過程以后重新達到某種暫時穩(wěn)定的情況下所出現的過電壓，又稱工頻電壓升高。

內過電壓中的暫態(tài)過電壓常見的有：

①空載長線電容效應（費蘭梯效應）。在工頻電源作用下，由于遠距離空載線路電容效應的積累，使沿線電壓分布不等，末端電壓最高。
②不對稱短路接地。三相輸電線路a相短路接地故障時，b、c 相上的電壓會升高。
③甩負荷過電壓，輸電線路因發(fā)生故障而被迫突然甩掉負荷時，由于電源電動勢尚未及時自動調節(jié)而引起的過電壓。

電纜和架空線路連接為什么加裝避雷器
電纜和架空線路連接加裝避雷器的原因：
避雷器連接在線纜和大地之間，通常與被保護設備并聯。避雷器可以有效地保護通信設備，一旦出現不正常電壓，避雷器將發(fā)生動作，起到保護作用。當通信線纜或設備在正常工作電壓下運行時，避雷器不會產生作用，對地面來說視為斷路。一旦出現高電壓，且危及被保護設備絕緣時，避雷器立即動作，將高電壓沖擊電流導向大地，從而限制電壓幅值，保護通信線纜和設備絕緣。當過電壓消失后，避雷器迅速恢復原狀，使通信線路正常工作。
因此，避雷器的主要作用是通過并聯放電間隙或非線性電阻的作用，對入侵流動波進行削幅，降低被保護設備所受過電壓值，從而起到保護通信線路和設備的作用。
避雷器不僅可用來防護雷電產生的高電壓，也可用來防護操作高電壓。
避雷器的作用是用來保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在500KV及以下系統主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統中還將用來限制內過電壓或作內過電壓的后備保護。
避雷器簡介：
用于保護電氣設備免受高瞬態(tài)過電壓危害并限制續(xù)流時間也常限制續(xù)流賦值的一種電器。本術語包含運行安裝時對于該電器正常功能所必須的任何外部間隙，而不論其是否作為整體的一個部件。
注1：避雷器通常連接在電網導線與地線之間，然而有時也連接在電器繞組旁或導線之間。
注2：避雷器有時也稱為過電壓保護器，過電壓限制器（surge divider）。

10KV出線柜為什么電纜出線的一定要安裝避雷器呢？
如果是架空出線，應當裝設避雷器，以防止大氣過電壓侵入開關柜。如果采用了真空斷路器和電纜出線，應當裝設壓敏電阻，以防止工頻過電壓。如果是少油斷路器和電纜出線，就不用裝了，在電纜與屋外架空線連接處裝設避雷器，防止大氣過電壓。

避雷針接在電線線路的危險？
雷電的反擊現象通常指遭受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地引下線和接地體），在接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓，這電壓對與大地連接的其他金屬物品發(fā)生放電（又叫閃絡）的現象叫反擊。此外，當雷擊到樹上時，樹木上的高電壓與它附近的房屋、金屬物品之間也會發(fā)生反擊。要消除反擊現象，通常采取兩種措施：一是作等電位連接，用金屬導體將兩個金屬導體連接起來，使其接閃時電位相等；二是兩者之間保持一定的距離。
綜合防雷電反擊的措施
現代防雷保護包括外部防雷保護(建筑物或設施的直擊雷防護)和內部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災事故及人身安全事故，而內部防雷系統則是防止雷電波侵入、雷擊感應過電壓以及系統操作過電壓侵入設備造成的毀壞，這是外部防雷系統無法保證的。
防雷是一個很復雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產生雷擊的因素進行排除，采用綜合防治——接閃、均壓、屏蔽、接地、分流（保護），才能將雷害減少到最低限度。
1、接閃
接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網，接閃就是讓在一定程度范圍內出現的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設計的防雷系統的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。
2、均壓
接閃裝置在接閃雷電時，引下線立即產生高電位，會對防雷系統周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，并使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。室內的金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，室內的所有設施立即形成一個“等電位島”，保證導電部件之間不產生有害的電位差，不發(fā)生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。
為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接，各個內層保護區(qū)的界面處同樣要依此進行局部等電位連接，并最后與等電位連接母排相連。
3、屏蔽
屏蔽就是利用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來，使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。
屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。
4、接地
接地就是讓已經內入防雷系統的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統的某處對被保護物體產生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。
過去有些規(guī)范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設備的正常工作。90年代以前，部隊的通信導航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開的辦法?，F在，防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關標準中都不提倡單獨接地，美國標準IEEEStd1100-1992更尖銳地指出：不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。防雷接地是防雷系統中最基礎的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。
5、分流（保護）
這是現代防雷技術迅猛發(fā)展的重點，是保護各種電子設備或電氣系統的關鍵措施。
所謂分流就是在一切從室外來的導體（包括電力電源線、數據線、電話線或天饋線等信號線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯一種適當的避雷器SPD，當直擊雷或雷擊效應在線路上產生的過電壓波沿這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會有少部份沿導線進入設備，這對于一些不耐高壓的微電子設備來說是很危險的，所以對于這類設備在導線進入機殼前，應進行多級分流（即不少于三級防雷保護）。
現在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。
采用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數的選擇，因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統的性能。比如信號避雷器的接入應不影響系統的傳輸速率；天饋避雷器在通帶內的損耗要盡量?。蝗羰褂迷诙ㄏ蛟O備上，不能導致定位誤差。
6、躲避
在建筑物基建選址時，就應該躲開多雷區(qū)或易遭雷擊的地點，以免日后增大防雷工程的開支和費用。
當雷電發(fā)生時，關閉設備，拔掉電源插頭。
網絡機房防雷設計方案2007-05-01 07:07 目前，隨著計算機和網絡通信技術的高速發(fā)展，計算機網絡系統對雷擊的防護要求越來越高，由于對雷擊的防護措施不力或存在認識上的偏差，往往起不到應有的防護效果，機房遭受到雷擊頻繁發(fā)生。特別是在雷雨季節(jié)，計算機網絡系統的一些電子電氣設備受到雷擊的干擾，有些遭雷擊而燒毀，造成直接經濟損失。計算機網絡系統的防雷防護要引起足夠重視，做到有備無患，對防雷設施進行整改，做好整體防護措施，才能更好地維護機房的安全運行。