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配电柜内过电压保护器安装脱离装置的可靠性改进分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/6 16:29:49   

 关键词:  配电柜 过电压保护器

  过电压保护器又称组合式避雷器,是最近十多年出现的专用于35kV以下成套柜内,就近与真空开关配套的过电压限制设备。该设备以避雷器为基础,但是使用条件和参数配置与常规的避雷器不同。常规避雷器多为户外露天使用,干弧距离和爬电距离比较大,而防爆考虑比较简单。相反,主要在柜内安装的过电压保护器,虽然没有露天那么高的污秽耐受要求,但在狭小空间中的防爆能力一直是用户关注的焦点。

  该产品从出现依始,就面临狭小空间中的防爆安全问题。我们知道避雷器是绝缘配合上的后备保护设备,是高幅值过电压冲击出现时的最后一道防线。绝缘配合设计的原则,是有后备设备的情况下,就可以降低其它所有电气设备对过电压的耐受能力,超过设备耐受能力以上的过电压,全部交给后备保护设备来吸收。过电压保护器核心工作原理和避雷器一样,都是靠压敏电阻在过电压下阻值下降来打开对地能量泻放通道。泻放能量的同时,也是压敏电阻本身的一个吸收能量发热过程,一旦发热超过可以承受的范围,就会出现破裂,甚至爆开。产品的密封性能越理想,爆开时候的破坏性就越强,严重的时候有可能破坏成套柜体。每年因为这样原因造成的事故都有通报,牺牲性能换用普通避雷器也无法彻底避免此类事故,因为避雷器也是同样原理,同样存在积累发热导致爆裂的隐患,而在成套柜狭小空间这样的爆裂是很难不波及周围设备的。

  另一种常用的方案,是将过电压保护器自带的高压引出电缆内部导线做细,利用导线自身的载流量极限来切断过大的冲击电流,防止保护器爆裂。这个也是保护器一般会明确标志“禁止提吊电缆”的起因,表面上很粗的电缆,内部导电体做得很细,如果搬运和安装的时候提吊,就可能导致电缆断裂。这个办法一度很流行,因为可以比较简单的进行生产工艺控制,但是实践中的效果不是很理想。细的导线对积累的持续小电流不敏感,反而是对瞬间的大冲击敏感,这个工作特性与过电压保护器的保护原则相违背。瞬间大电流出现时,正是需要产品工作的时候,此时过早熔断,产品的大电流保护作用荡然无存。而主要导致爆裂事故的积累老化情况,由于是持续的小电流,导线不敏感不熔断,无法真的自动分离已经劣化的过电压保护器,无法真的解决问题。

  由于是柜内使用,脱离后没有比较大的分离空间,所以采用弹簧预压紧方式,使脱离体尽可能分离并自动注入灭弧材料,试验中完全可以满足10kV及以下的电力绝缘要求。35kV产品目前还在脱离后的安全绝缘距离上进行改进,改进方案已进入试验阶段。

  脱离装置的动作安秒特性与户外避雷器脱离器相似,可比较有效的实现少维护,防止破坏柜内设备的目的。这个做法也不牺牲保护器阀片通流能力,可以依据通流能力设计熔断电流,实现比较重要场所安装大容量保护器进行有效过电压保护,不再采用搞个小直径阀片对付一下的思路。

  最后,有些成套柜生产企业依据安装经验,采用降低成套柜高压侧密封性能,增加排气孔减少爆裂威力的办法,实践证明是有一定效果的,建议继续采用。通过这些手段,我们有理由相信,今后柜内过电压类设备的爆裂危害将基本上根除。

  参考文献

  1、DL/T620—1997,交流电气装置的过电压和绝缘配合[S].

  2、GB11032—2000,交流无间隙金属氧化物避雷器[S].

  

来源:上海松邦电气有限公司
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