变压器中性点避雷器及间隙保护

第一篇：变压器中性点避雷器及间隙保护

变压器中性点接氧化锌避雷器和间隙放电保护 2010-02-11 00:27

普通阀型避雷器是有火花间隙和电阻阀片组成；而氧化锌避雷器无火花间隙，只由氧化锌非线性电阻片组成，由于ZnO电阻片具有优异的非线性伏安特性，可以取消串联的火花间隙，实现避雷器无间隙无续流。

从结构来看，氧化锌避雷器和放电间隙二者原理相同的，都是电压高到一定程度被击穿 后对地放电，只不过放电间隙被击穿的是空气，避雷器可以看做是氧化锌电阻被击穿，所以只是介质不同而已，而介质的不同又决定了二者的对地放电能力不同。避雷器的泄压能力更强一些，但由于避雷器的成本更高，所以我们就想办法在主变中性点过电压不太高时，让放电间隙先动作，在过电压比较高时避雷器开始动作，当然此刻应该是二者同时动作的过程。因此，可以认为二者的作用是相同的，只是我们人为地调整间隙的大小或者是氧化锌电阻的大小，来使它们动作有一个先后的过程。我们不能仅依靠二者的名称来决定它们的作用。避雷器的作用就一定是防雷吗？当然不是，这只是大家的一个习惯叫法而已，因为它可以防止各种过电压。通过对设备本身结构的了解，可以帮助我们更好地认识到它们的作用。

中性点放电间隙接地与避雷器：主变压器高压绕组采用分级绝缘，中性点绝缘水平偏低。220KV变压器中性点冲击耐压400KV，工频耐压200KV。假设变压器不接地运行时，主开关跳闸时有一相未拉开，中性点将长时间耐受一定的稳态电压，暂态电压又会超过工频过电压的允许值，中性点的避雷器可能会在暂态过电压下放电，避雷器的热容量小，在工频过电压冲击下放电后不能灭弧，引起中性点与地之间的最高电压超过中性点耐压值，造成避雷器爆炸。综前所述，变压器的零序保护不能起作用，故在变压器的中性点装设了放电间隙的接地保护，作为一种比较粗糙的保护，用以保护变压器绝缘。中性点放电间隙同时也是为了防止其它设备接地时该变压器零位的过度漂移。避雷器在工频和操作过电压下不应动作，在雷电接地的瞬态过电压下才动作。

第二篇：避雷器元件工作原理及设计原理1放电间隙与放电管放电间隙所谓

避雷器元件工作原理及设计原理

1、放电间隙与放电管

放电间隙：所谓放电间隙是把暴露在空气中的两块相互隔离一空气间隙的金属物作为避雷放电的装置。通常把其中一块金属接在需要防雷的导线上如电源的相线，另一块金属与地线连接。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿，使间隙的空气电离，形成短路，雷电流通过间隙流入大地，而此时间隙两端的电压很低，从而达到保护线路的目的。常用于高压线路的避雷防护中。

气体放电管：把一对互相隔开的冷饮电极，封装在玻璃或陶瓷管内，管内再充以一定压力的惰性气体（如氩气），就构成了一只放电管。

优点：具有很强的浪涌吸收能力，即放电能力强、通流量大（可做到100KA以上），很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容，漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。

缺点：残压高（2～4KV），反应时间长（>100ns），动作电压精度较低，有工频续流，因此在保护电路中应串联一个熔断器，使得工频续流迅速被切断。

注：由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上，有时回不同时放电，使两导线之间出现电位差，为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电，减少两线之间的电位差，又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线，另两级分别接在回路的两条导线上。如图

2、压敏电阻：

当加在电阻两端的电压小于压敏电压时，压敏电阻呈高阻状态，如果并联在电路上，该阀片呈断路状态；当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时，压敏电阻就会击穿，呈现低阻值，甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的，当高于压敏电压的电压被撤销以后，它又恢复高阻状态。当电离线被雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。

优点：同开关电压范围宽（6——1.5KV），反应速度快（25ns）,通流量大（2KA/CM2），无续流。

缺点：容易老化，动作几次后，漏电流会增大，从而导致压敏电阻过热，最终导致老化失效。

电容较大，许多情况下不在高频率信息传输中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时，这种衰减可以忽略。

3、抑制式二极管（TVS）：

有两种形式：一是齐纳型（为单向雪崩击穿），二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下，两端电压大于门限电压时，其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过，并将两端电压钳制在很低的水平，从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率，并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。

优点：动作时间极快，达到微微秒范围。限制电压低，击穿电压低，应用于各种电子领域。

缺点：电流负荷量小，电容相当高。

第三篇：变压器保护教案

供电一部电力变压器保护培训教案

【教学目的】

1、了解变压器配备保护的种类

2、了解变压器的主要参数

3、掌握变压器的巡视内容 【教学过程】

一、变压器应装设的保护

（1）反映变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的气体保护（瓦斯保护）。（2）反映变压器的绕组线引出线相间短路、中性点直接接地系统绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的纵差保护。

（3）反映变压器外部相间短路并作为气体保护盒差动保护后备的过电流保护（或复合电压启动的过电流保护或负序过电流保护）。

（4）反映中性点直接接地系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。（5）反映变压器对此过负荷的过负荷保护。（6）反映变压器过励磁的保护。

二、变压器的保护装置

（一）气体保护 1.作用

气体保护是变压器本体内部故障的主保护，它是反映变压器油箱内部各种短路故障时气体数量、油流速度和油面降低的保护。

2.基本工作原理

气体保护有轻气体保护和重气体保护变压器内部故障时，故障点局部高温使变压器油温升高，体积膨胀，油内空气被排出而形成上升气体。若故障点产生电弧，则变压器油和绝缘材料将分解出大量气体，这些气体自油箱流向油枕上部，故障程度越严重，产生的气体越多，流向油枕的油流速断越快。由于排出气体的数量和油流速度直接反映了变压器性质和严重程度，故少量气体和气流速度较小时，经气体保护动作于信号；故障严重，油流速度高时，重气体保护瞬时动作于跳闸。

3.气体保护的运行（1）主变压器投运前，应检查气体继电器有无残留气体、轻气体保护触点能否准确地动作于信号、气体继电器是否漏油、二次回路的绝缘电阻是否符合要求，试验重气体保护触点能否动作于主变压器各侧断路器跳闸。

（2）主变压器正常运行时，轻气体保护应投入信号，重气体保护应投入跳闸。

（3）主变压器停运时，轻气体保护不应退出，以便发现变压器油面的降低。

（二）变压器的差动保护 1.作用

变压器纵差保护是变压器本体内部、套管和引出线故障的主保护，它是反映变压器绕组线引出线相间短路、中性点直接接地侧的单相接地短路及绕组匝间短路的保护。差动保护动作应瞬时断开各侧断路器。

2.差动保护的运行

（1）差动保护在第一次投入运行时，应作空载合闸试验，以检验其躲励磁涌流的性能。

（2）在差动回路上工作时或差动回路断线后，将差动保护退出。（3）新投产的和二次差动回路经过工作改动后的差动保护，应带负荷做六角图试验，证明二次回路变比、极性正确以及差压满足要求，然后方可将差动保护投入运行。

（三）过电流保护（一般指复合电压启动的过电流保护）

变压器的过电流保护一般包括带低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护及低阻抗保护等。它是为了防止变压器外部短路时引起变压器绕组的过电流，同时作为变压器内部故障的后备保护。动作于跳闸，跳开变压器一、二次主断路器。

（四）变压器的零序保护 1.变压器的零序电流保护

零序电流保护也是变压器的后备保护，它反映三相系统中性点直接接地运行的变压器外部单相接地故障引起的过电流的状况。动作于跳闸，跳开一、二次主断路器。

2.零序过电压保护 低压侧有电源的变压器，中性点可能接地运行或不接地运行时，对外部单相接地引起的过电流以及因失去接地中性点引起的过电压除设零序电流保护外，还应增设零序电压保护，该保护动作经一个延时断开各侧断路器。

（五）变压器过负荷保护

如果变压器过负荷运行时间过长，势必影响绕组绝缘的寿命。因此装设过负荷保护来反映变压器过负荷的状况。在大多数情况下，变压器过负荷是对称的，因此变压器过负荷保护只用一个电流继电器，接于在任一相电流之中，经延时时作用于信号。

（六）后备保护的运行

（1）当主变压器低压侧后备保护动作后，应检查有无越级跳闸及各出线保护的动作情况。若查明是某一线路保护或断路器拒跳造成，则应断开该线路断路器，然后合上主变压器断路器，恢复对其他线路的供电。

（2）若后备保护动作使主变压器各侧断路器均跳闸，而外部无故障，则应检查主变压器主保护是否正常，检查主变压器本体有无异常，套管引出线有无放电痕迹，不查清原因不许对主变压器试送电。

三、变压器的电气参数

（1）额定容量SN：是指规定条件下长期运行时输出功率的保证值，以视在功率表示，单位是千伏安。

（2）额定电压UN：是指变压器长时间运行时所应承受的正常工作电压，以kV表示。

（3）额定电流IN：是指变压器在额定容量下允许长期通过的额定电流。（4）阻抗电压Uk：也叫短路电压。将变压器的二次绕组短路，缓慢升高一次侧电压，当一次侧绕组的电流达到额定值是，此时在一次侧所施加的电压，叫做短路电压。

（5）负荷损耗（铜损耗）变压器负荷电流流过一、二次绕组是，绕组上所消耗的功率，称为负荷损耗，简称铜损耗。即把变压器的二次绕组短路，在一次绕组通入额定电流变压器所消耗的功率。包括基本损耗和附加损耗两部分。

（6）空载电流I0，当变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时，在一次侧通过的电流称为空载电流。因它在变压器中起励磁作用，故又称励磁电流，一般以额定电流的百分数表示。

（7）空载损耗（铁损耗）△P0，变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时，变压器一次测得的有功功率称为空载损耗。实为铁芯所产生的损耗故友称为铁芯损耗（包括励磁损耗和涡流损耗）。

四、变压器巡视内容（1）声音应正常。

（2）油位应正常，外壳清洁，无渗漏油现象。（3）油枕油位应正常。

（4）三相负荷应平衡且不超过额定值。

（5）引线不应过松过紧，连接处接触良好，无发热现象。（6）气体继电器内应充满油。（7）冷却系统运行应正常。

（8）绝缘套管应清洁，无裂纹和放电打火现象（9）呼吸器应畅通，油封完好，硅胶不变色。

（10）防爆管玻璃应完整、无裂纹、无存油。防暴器红点应不弹出。变压器发出异常声音：过负荷；内部连接部位接触不良，放电打火；个别零件松动；系统中有接地或短路；大电动机启动，使负荷变化较大。

变压器气体保护动作的原因。可能是（1）因滤油、加油或冷却系统不严密，致使空气进入；（2）因温度下降或漏油，使油面缓慢下降；（3）发生穿越性短路故障；（4）因变压器内部故障而产生大量气体。

第四篇：变压器停送电操作时,变压器中性点接地刀闸投退分析

变压器停送电操作时变压器中性点接地刀闸投退分析

摘要: 我国110 kV及以上电压等级的电力变压器一般采取中性点直接接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，达到了节约制造成本的目的。这样，一旦中性点产生过电压，就直接威胁变压器中性点的绝缘。为防止此类事件的发生，在变压器停、送电操作时，都要推上变压器中性点接地刀闸，防止操作时断路器三相不同期分、合闸产生过电压而损坏变压器。关键词：变压器

中性点

过电压

接地刀闸 1.变压器中性点绝缘水平

我国变压器中性点绝缘分为两种：一种为全绝缘，另一种为半绝缘。

全绝缘：变压器首端与尾端绝缘水平一样的称为全绝缘，多用在110 kV以下电压等级的电力变压器。

半绝缘：半绝缘变压器中性点的绝缘水平比绕组首端要低，通常只有首端的一半，这些变压器一般采取中性点有效接地的运行方式，此时变压器中性点附近的绕组对地电压比较低，不易发生绝缘故障，因此变压器中性点的绝缘水平大都设计得比端部绝缘低，多用在110 kV及以上电压等级的变压器。2．三绕组变压器工作原理

三相变压器的每个铁心柱上，都套着三个同心式绕组，分别为高、中、低压绕组。高压绕组总是排列在最外层，低压绕组和中压绕组则可以有不同的排列位置，低压绕组在中间，宜作升压变压器使用；中压绕组绕组在中间，宜作降压变压器使用。它的工作原理如图1所示。

图1 三绕组变压器工作原理 3．过电压对变压器中性点绝缘的影响：（以切空载变压器为例）

变压器过电压有大气过电压和操作过电压两类。操作过电压一般为额定电压的2—4.5倍，而大气过电压可达到额定电压的8—12倍。变压器设计的绝缘强度一般考虑能承受2.5倍的过电压，中性点的电压则更低。不论哪一种过电压，都会导致变压器铁芯严重饱和，励磁电流增大，使铁芯严重发热，烧毁变压器绝缘，特别是中性点绝缘。

电网中用断路器切空变是一种常规的操作方式。在这种操作过电压中，有可能产生很高的过电压。当变压器瞬时切开的，磁能就转变为电能，在转变的过程中就在变压器上引起过电压。由于操作过电压的能量来源于电网本身，所以它的幅值和电网的工频电压基本上成正比，操作过电压的幅值与电网该处工频相电压过电压的幅值之比，称为操作过电压倍数K。4．变压器停送电操作时，推上变压器中性点接地刀闸的必要性

切除空载变压器会产生过电压：正常运行时，空载变压器表现为一个励磁电感。因此，切除空载变压器就是切除一个电感性负荷。经验表明，用断路器切断大于100A以上交流电流时，磁场能量为零，在切除过程中不会产生过电压。但切除空载变压器时，所切除的是变压器的空载电流，其值仅为额定电流的0.5%—4%，一般只有几安到几十安。断路器的灭弧能力显得异常强大，从而使空载电流未到零之前就因强制息弧而切断，也就是发生空载电流的突然“截断”。截流后，等值电感中储藏的磁场能量全部转变为等值电容的电场能量，从而产生了切空载变压器过电压。如图2所示

图2 切空载变压器过电压

图3切空载变压器电路

根据上图分析可知：对于一侧有电源的受电变压器，当其开关非全相拉、合时，若其中性点不接地有以下危险：（1）变压器电源侧中性点对地电压最大可达相电压，这可能损坏变压器绝缘；（2）变压器的高、低压线圈之间有电容，这种电容会造成高压对低压的“传递过电压”；（3）当变压器高低压线圈之间电容耦合，低压侧会有电压达到谐振条件时，可能会出现谐振过电压，损坏绝缘。对于低压侧有电源的送电变压器：

（1）由于低压侧有电源，在并入系统前，变压器高压侧发生单相接地，若中性点未接地，则其中性点对地电压将是相电压，这可能损坏变压器绝缘；

（2）非全相并入系统时，在一相与系统相联时，由于发电机和系统的频率不同，变压器中性点又未接地，该变压器中性点对地电压最高将是二倍相电压，未合相的电压最高可达2.73倍相电压，将造成绝缘损坏事故。所以，在投、切空载变压器时，必须合上变压器中性点地刀闸，只有这样，才能保证变压器中性点绝缘不被破坏。

对于220KV变压器从中压侧向系统送电时，必须同时合上变压器中、高压侧中性点接地刀闸。因为，变压器的变比K=U1/U2=220/110=2，当合中压侧开关时，产生的过电压是其额定相电压的2.5倍时，则高压侧就变为5倍的相电压，这是变压器高压侧中性点无法承受的，所以，也必须推上变压器高压侧中性点地刀闸，只有这样，才能保证变压器中性点绝缘不被破坏。

5.中性点对继电保护的影响

110kv及以上系统中性点直接接地电网中低压侧有电源的变压器，中性点可能直接接地运行，也可能不接地运行。对这类变压器，应当装设反应单相按地的零序电流保护，用以在中性点接地运行时切除故障；还应当装设专门的零序电流电压保护，用以在中性点不接地运行时切除故障。保护方式对不同类型的变压器又有所不同，下面分别予以说明。5.1全绝缘的变压器 当变压器低压侧有电源且中性点可能不接地运行时，还应增设零序过电压保护。根据《电力设备过电压保护设计技术规程》SDJ 7－79，对于直接接地系统的全绝缘变压器，内过电压计算一般为3Uxg(Uxg---最高运行相电压）。当电力网中失去接地中性点并且发生弧光接地时，过电压值可达到3.0Uxg，因此不会损害变压器中性点绝缘；但在个别情况下，弧光接地过电压值可达到3.5Uxg，仍有损坏变压器的危险。由于一分钟工频耐压大于等于3．0Uxg，所以在3．5Uxg电压下仍允许一定时间，装设零序过电压保护经0.5s延时切除变压器，可以防止变压器遭受弧光接地过电压的损害。其次，在非直接接地电力网中，切除单相接地空载线路产生的操作过电压，可能达到4.0Uxg及以上。电网中失去接地中性点且单相接地时，以0.5s延时迅速切除低压侧有电源的变压器，还可以在某些情况下避免电力设备遭受上述操作过电压的袭击。

在电力网存在接地中性点且发生单相接地时，零序过电压保护不应动作。动作值应按这一条件整定。当接地系数X0/X1≤3时。故障点零序电压小于等于0 ．6Uxg，因此，一般可取动作电压力180V。当实际系统中X0/X1＜3时，也可取与实际X。／X1 值相对应的低于180V的整定值。

5.2分级绝缘的变压器。

对于中性点可能接地或不接地运行的变压器，中性点有两种接地方式：装设放电间隙和不装设放电间隙。这两种接地方式的变压器，其零序保护也有所不同。

(1)中性点装设放电间隙。放电间隙的选择条件是：在一定的X0/X1值下，躲过单相接地暂态电压。一般X0／X1≤3，此时，按躲过单相接地暂态电压整定的间隙值，能够保护变压器中性点绝缘免遭内过电压的损害，当电力网中失去接地中性点且单相接地时，间隙放电。对于中性点装设放电间隙的变压器，要装设零序电流保护，用于在中性点接地运行时切除故障。

此外，还应当装设零序电流电压保护，用于在间隙放电时及时切除变压器，并作为间隙的后备，当间隙拒动时用以切除变压器。零序电流电压保护由电压和电流元件组成，当间隙放电时，电流元件动作；拒动放电时，电压元件动作。电流或电压元件动作后，经0．5s时限切除变压器。零序电压元件的动作值的整定与本条第一款零序过电压保护相同。零序电流元件按间隙放电最小电流整定，一般取一次动作电流为100A。采用上述零序电流保护和零序电流电压保护时，首先切除中性点接地变压器，当电力网中失去接地中性点时，靠间隙放电保护变压器中性点绝缘，经0.5s 延时再由零序电流电压保护切除中性点不接地的变压器。采用这种保护方式，好处是比较简单，但当间隙拒动时，则靠零序电流电压保护变压器，在0.5s期间内，变压器要承受内过电压，如系间歇电弧接地，一般过电压值可达3.0Uxg，个别情况下可达3.5Uxg，变压器有遭受损害的可能性。

(2)中性点不装设放电间隙。对于中性点不装设放电间隙的变压器，零序保护应首先切除中性点不接地变压器。此时，可能有两种不同的运行方式：一是任一组母线上至少有一台中性点接地变压器，二是一组母线上只有中性点不接地变压器。对这两种运行方式，保护方式也有所不同。

采用比较简单的办法：反应中性点接地变压器有零序电流；中性点不接地变压器没有零序电流和母线上有零序电压的零序电流电压保护，其动作时限与相邻元件单相接地保护配合；零序电流保护只设置一段，带一个时限，时限与零序电流电压保护配合，以保证首先切除中性点不接地变压器。

6结论

为防止过电压损坏变压器绝缘，特别是变压器中性点绝缘，应采取以下措施：

切合110kV及以上有效接地系统中性点不接地的空载变压器时，应先将该变压器中性点临时接地。为防止在有效接地系统中出现孤立不接地系统并产生较高工频过电压的异常运行工况，110～220kV不接地变压器的中性点过电压保护应采用棒间隙保护方式。对于110kV变压器，当中性点绝缘的冲击耐受电压185kV时，还应在间隙旁并联金属氧化物避雷器，间隙距离及避雷器参数配合应进行校核。间隙动作后，应检查间隙的烧损情况并校核间隙距离。参考资料

[1] 王瑞华等编著.电子变压器设计手册[M].北京: 科学出版社, 1993:120-150.[2] 朱振东, 许大中.逆变器中高频变压器偏磁的研究[J].电力电子技术1997,(1):14-22.[3] 张乃国.小功率电源变压器[M].北京:人民邮电出版社, 1998:45-75.[4] 徐德高等.脉宽调制变压器型稳压电源[M].北京: 科学出版社, 1983:67-90.

第五篇：串联间隙氧化锌避雷器的应用与试验

串联间隙氧化锌避雷器的应用与试验

摘 要：文中通过分析碳化硅避雷器与无间隙氧化锌避雷器在电力系统应用的不足比较，阐述了串联间隙氧化锌避雷器的优越性。并针对缺乏串联间隙氧化锌避雷器试验项目的情况，简单分析了串联间隙氧化锌避雷器在应用中的试验问题。

关键词：避雷器 比较 间隙 试验

1.避雷器应用的比较

目前在电力系统中运行的避雷器主要有两种类型。一类是以串联火花间隙与碳化硅阀片为主要元件的传统阀型避雷器;另一类是以氧化锌电阻片为主要元件的金属氧化物避雷器。其主要元件的伏安特性如下图一二所示。

从图一可以看到，对于单个间隙而言当很大的雷电流流过非线性电阻时，非线性电阻将呈现很大的电导率，使避雷器上出现的残压U0不致过高。当雷电流过去后，加在阀片上的电压是系统电压Ux时，非线性电阻的电导率突然下降而将工频续流限制到很小的数值。事实上阀型避雷器的间隙由数个或数十个单间隙组成而形成的一个电容链。由于电极片对地和对高压端盖的部分电容的影响，电压在各间隙上分布是不均匀的。严重的是这种不均匀非常的不稳定，它受瓷套表面情况影响很大，使得避雷器的工频放电电压很不稳定。虽然可以通过在每个间隙或间隙组上并联一个分路电阻来解决，但分路电阻中将长期有电流流过(泄漏电流);且经长期运行非线性并联电阻会逐渐老化，表现为阻值增加，电导电流下降，影响避雷器性能。

从图二可以看到氧化锌电阻片在击穿区域具有较好的非线性，使得氧化锌避雷器在正常工作电压下电阻值很大，泄漏电流很小;在过电压情况下其电阻值又很小，过电压能量释放即恢复到高阻值状态，无工频续流，所以无间隙氧化锌避雷器得到了广泛应用。

但是，作为过电压保护电器，针对其所释放的能量，其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压(如雷电过电压和操作过电压)，避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压，如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称)，其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍，与工频电源频率总有合拍的时候，如因某些原因而激发暂态过电压，工频电源能自动补充过电压能量，即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减，暂态过电压如果进入避雷器保护动作区，势必长时反复动作直至热崩溃，避雷器损坏爆炸，因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器，称之为暂态过电压承受能力强，反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强，但由于运行中动作特性稳定性差，常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降，仍可能遭受暂态过电压危害，动作负载重寿命短。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低，仅2.21～2.56Uxg(最大相电压)，而有些暂态过电压最大值达2.5～3.5Uxg，故有暂态过电压承受能差，损坏爆炸率高和寿命短等缺点。

对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内，使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。结构上串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用氧化锌阀片，其间隙结构不同于碳化硅避雷器。其间隙数量少，当过电压达到冲击放电电压时，间隙无时延击穿，同时因隙距大动作特性稳定，可避免碳化硅避雷器间隙带来的缺点。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害，故又可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来的缺点。

2.串联间隙氧化锌避雷器试验问题

随着现代防雷技术的发展，在小电流接地系统中交流串联间隙氧化锌避雷器正逐步在变压器开关、母线、电动机、发电机、线路、电容器组等电气设备得到应用。作为电气设备本身，同样存在着阀片性能、参数设计、绝缘材质、装配不良、密封缺陷等问题;掌握其性能状况亦显得十分必要。对于中性点非直接接地的3—63KV电力系统中的氧化锌避雷器，我国电力行业标准DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》(以下简称《规程》)明确规定其试验项目为：1.绝缘电阻;2.直流1mA下的电压U1mA及75%U1mA下的电流。众所周知，该规程关于氧化锌避雷器的试验项目是源于《交流无间隙金属氧化物避雷器》(GB11032—89)的规定要求，是针对交流无间隙氧化锌避雷器的。《规程》规定的试验项目是否适用带串联间隙的氧化锌避雷器值得商榷。

《规程》规定碳化硅避雷器FS系列的试验项目为1.绝缘电阻;2.工频放电。FCD系列试验项目为1.绝缘电阻;2.电导电流。结合无间隙氧化锌避雷器和有间隙碳化硅避雷器因结构不同而在试验上的不同，我们认为目前在小电流接地系统中广泛使用的带串联间隙的氧化锌避雷器试验项目应为1.绝缘电阻;2.工频放电。对于一些为了解决电压分布问题，而在间隙两侧并联电阻的串联间隙氧化锌避雷器还应做电导电流。

由于采用ZnO阀片，其绝缘电阻测量同无间隙氧化锌避雷器。测量值决定于阀片外和内部绝缘部件和瓷套。测量使用2500V兆欧表，35kV及以下避雷器绝缘电阻值不低于1000MΩ;35kV以上避雷器不低于25000MΩ。

由于存在间隙，直流1mA下的电压U1mA及75%U1mA下的电流试验项目是不适合有间隙氧化锌避雷器的。而工频放电试验是检验间隙避雷器电气性能的一个基本项目。虽然由于氧化锌电阻片具有在低电压下良好的高阻和限流的特点，可不考虑放电间隙的切断比;但是，其工频放电电压同样不能过高和过低。过高的工频放电电压就会使冲击放电电压升高，从而影响避雷器的性能。过低的工频放电电压就可能造成在被保护设备的绝缘能耐受而不需要保护的操作过电压下动作。所以，工频放电电压应根据避雷器保护对象有相应的放电电压范围。目前，由于《规程》的相对滞后，很难在有关规程中查到相应的试验标准。所以，预防性试验应参照出厂试验报告。

现提供目前保护高压电动机常用的TBP系列A、B、C三型串联间隙氧化锌避雷器工频放电电压范围，供参考。

工频放电电压测试数值标准 额定电压(kv)

型号 3.156.310.5注意

A型4.9--7.29.8--14.416.3--23.71、此标准为测3次的平均值;

2、所测值为出厂值90%--120%视为合格;

3、每次升压应均匀，时间控制在3.5--7S;

4、每次间隔不小于10S;

5、除TBP内部间隙放电，其它任何部位闪络视为不合格。

6、接线同FS工频放电试验

B型6.6--9.713.2--19.321.9--32.0

C型7--10.213--20.123.1--33.6

电导电流试验是检查避雷器内部是否受潮，并联电阻有无断裂、老化的一个重要指标。其试验接线与FCD系列试验接线一致;要求电导电流不大于50µA。

3.结束语

串联间隙氧化锌避雷器使用了间隙和ZnO阀片，两者互为保护。间隙使电荷率为零，解决了ZnO阀片老化问题;间隙在续流时易损坏，ZnO阀片优越的性能使其无续流。保护设备的绝缘免受雷电和操作等过电压的损坏起到良好的作用。优越性的逐步体现，使得串联间隙氧化锌避雷器将被越来越多的使用;其试验标准也将逐步完善和规范。

参考文献：

1、电气试验技能培训教材 中国电力出版社 1998.3

2、电力设备预防性试验规程(DL/T596-1996)原电力工业部