电子式击穿保险器与氧化锌避雷器特性的分析.doc

电子式击穿保险器与金属氧化锌避雷器特性的分析

在电力系统的正常运行中，电压互感器二次必须设置可靠接地点，以防电压互感器一、二次绕组之间绝缘击穿后，高电压侵入二次交流电压回路危及人身和二次设备安全。此即安全接地或保护接地。国内电压互感器二次侧的接地方式有： B相接地和中性点接地两种。
设计程规定：
① 在电压互感器二次侧采用B相接地的系统中，考虑到熔断器熔断后或自动空气开关断开后电压互感器二次侧绕组将失去接地保护，为了要保证电压互感器二次侧有良好的接地，此时应在中性点装设击穿保险器。由于氧化锌避雷器动作后有一定的残压，即非线性电阻片阻抗的存在，避雷器在动作后不能使得电压互感器的中性点与大地之间保证良好的金属性连接。因次在此种情况下不能采用氧化锌避雷器。
② 在电压互感器二次侧采用中性点直接接地的系统中，由于反事故措施的要求，电压互感器二次侧的接地点往往在控制室接地。如果高压系统发生单相接地时，控制室与电压互感器所在之处的地电位差较大，必要时应在现场配电装置的电压互感器二次绕组中性点处加装击穿保险器或氧化锌避雷器，以保证电压互感器的安全运行。

从以上的两种情况可以看出：第一种情况是为了保证电压互感器二次绕组始终有一个良好的接地，在此种情况下只能采用击穿保险器，而不能采用氧化锌避雷器；第二种情况是为了防止电压互感器中性点处电位升高而采取的泄压措 施，此时击穿保险器和氧化锌避雷器均可使用。

NYD-JBO（DY）电子式击穿保险器工作原理：
电子式击穿保险器相当于一个可控的无触点开关，一旦被保护设备和大地之间产生的过电压达到其放电电压，电子式击穿保险器即行放电，电流经接地装置流入大地，从而可将过电压限制在一定数值之内，设备的绝缘得到有效保护。电子式击穿保险器有如下特点：
①．电子式击穿保险器动作电压值精确；其放电电压可以根据现场系统的零序阻抗的分布而自行设定。电子式击穿保险器放电电压从300~1000V连续可调。实际上，由于电力系统运行方式的改变，要求击穿保险器的放电电压也要作相应的调整。
②．电子式击穿保险器动作后，现场有信号显示，并同时能送出动作报警信号告知运行人员，有效地防止了事故的扩大。
③．电子式击穿保险器动作后，当过电压消失，装置又自动回到原的高阻状态。远方手动或自动复归，装置便可重新使用。
电子式击穿保险器的基本工作原理是采用了高精度非线性电阻进行连续监测采集被保护设备和大地之间的电压，经运算放大后采用无触点数字电路作为执行元件。
装置在正常运行电压下，其阻值很高，仅可通过10微安左右的泄漏电流。但在承受高于设定的放电电压的情况下，却呈现很低的电阻，使电流迅速泄入大地，既实现了限压分流的目的，又使设备的绝缘得到保护，过电压之后又恢复到原先状态。
④ 电子式击穿保险器动作后，能累计记录其动作次数，对运行人员及时掌握系统和设备的状况提供了极大的便利。

HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器工作原理：
氧化锌避雷器是一种无间隙的过电压保护装置，在正常工作电压下，流过的电流仅有微安级，当遭受过电压时，避雷器非线性伏安特性发生作用，流过避雷器的电流瞬间增大，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而有效地限制了过电压对设备的损害。
避雷器的最重要的技术参数有三个：导通特性﹑通流能力和残压。导通特性是指在某个电压值导通和某个电压值导通终止；通流能力是表征避雷器阀片能够通过多大电流的能力；残压是指标称放电电流流过避雷器时在其阀片上造成的压降即为避雷器的标称残压。由于受到氧化锌材料和加工工艺的影响，避雷器的电压导通值和电压导通终止值很难具体确定，该值其实是在某一范围内，制造厂给出的值其实是一个参考值。因此，IEC标准将该值称为“工频参考电压”。
HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器型号中文字表示的含义叙述如下：
H ---------------- 复合有机外套；
Y ---------------- 金属氧化物避雷器；
1.5 ---------------- 标称放电电流(kA),即通流能力；
W ---------------- 无间隙；
0.8 ---------------- 避雷器额定电压(kV),即工频参考电压；
2.3 ------ 标称放电电流下最大残压(kV)。
对含义的于任何避雷器来撒讲
电子式击穿保险器和金属氧化锌避雷器特性比较

序号
功能说明
NYD-JB（DY）
电子式击穿保险器
HY1.5W-0.8/2.3
金属氧化锌避雷器
备 注
1
最大放电电流(A)
50
1500

2
泄漏电流(A)
0.0010
0.0030

3
残压值(V)
1.5
2300
(8/20μs标称电流下)

4
装置可重复使用
可重复使用
可重复使用

5
放电电压可调
300~1000V可调
不可调

6
装置动作后可报警
可报警
不可报警

7
装置动作次数可记录
50A不可记录；
20A可记录
不可记录

从HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器的特性，可以看出：
① HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器在8/20μs标称电流下残压较高，可达到2300V，当用在相对地保护时是合适的。因为当感应雷电波沿导线到达避雷器，避雷器在泄压的同时还要防止相对地的短路，因此保证相和地之间一定的残压是必要的；而当用于电压互感器中性点时保持这么高的残压就不合适了，由于电压互感器中性点绝缘相对薄弱，该残压有可能使得其中性点绝缘被击穿。
② 在实际运行中，由于电力系统运行方式的改变，要求电压互感器中性点处的放电电压也要作相应的调整。HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器的工频参考电压为800V，也就是说当电压互感器中性点处的电压要达到800V左右时避雷器才会动作，是不可调整的，因此不能满足运行的要求。
③ 电压互感器中性点由于电位升高而要求该处与大地之间被导通泄流，该放电电流的大小与电力系统的零序阻抗的分布有关，通常在10A以下，而HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器的最大放电电流为1500A，实属过大，而电子式击穿保险器50A泄流能力已完全能满足要求。
④ HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷器动作后对运行人员没有任何告警提示，这对系统的安全运行有很大的隐患。电压互感器二次回路不允许有两点接地，一但发生两点接地，如未能及时发现，此时一次接地系统一但发生接地故障，短路电流流过接地网，在二次两接地点间形成电位差，可能会引发保护误动事故。电压互感器二次回路由于发生两点接地而引起的重大事故已发生了多起。

结论
电子式击穿保险器和金属氧化锌避雷器各有特点，当用于不同的场合，更能充分发挥它们各自的优势。HY1.5W-0.8/2.3金属氧化锌避雷主要应用于电力系统相对地的过电压保护中；而电子式击穿保险器则更适合于电压互感器二次侧中性点的过电压保护。

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