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过电压保护器试验方法和标准

时间：2022-09-22

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：过电压保护器试验方法和标准

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始于1986年 ▪ 30多年专业制造：ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪

注释：过电压防护是什么
过电压防护：当电压超过预定最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式，就是防止电压过高时损坏用电器而采取的保护措施。避雷器、击穿保险器、接地装置等是常用的过电压保护装置。其中，以避雷器最为重要。

应用6kV、10kV、35kV带间隙式过电压保护器的检测，适用各种电气设备工频放电电压的测试。主要用于保护发电机、变压、开关、母线、电动机、并联补偿电容器组等电器设备的绝缘免受过电压的损害。

2015年,在上海电力新技术研讨论坛上,中试控股率先提出过电压保护器测试技术在无间隙型过电压保护器及氧化锌避雷器的直流1mA参考电压试验技术,通过3年多的研发,新技术经过65次试验更新,并与国内过电压保护器厂家合作,完成超过500场次的现场过电压保护器综合测试试验成功,产品通过省计量院检验合格。

电压参数参考DL/T 596-2015 《电力设备预防性试验规程》和GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》。
例如：10kV过电压保护器的交接试验，做绝缘电阻和工频放电电压，大修后26-31kV，运行中23-33kV。
具体试验流程：
1、无间隙组合式过电压保护器测试，主要有：直流 1mA 参考电压保护器两端子之间的电压数值及保护器两两端子间施加 0.75 倍的直流 1mA 参考电压试验；
2、串联间隙组合式过电压保护器测试步骤，ZSTBP 过电压保护器测试仪进行工频放电电压试验，试验电压波形进行监测，采集电流回路的放电脉冲信号，自动判断间隙放电，锁存放电瞬间的电压峰值。
ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪广泛地用于各种电气设备工频放电电压的测试，尤其是对带间隙的氧化锌过压保护器（又称避雷器或TBP）的工频放电电压测试具有独特的功效。该测试仪采用一种新型的特殊电路，对试验电压波形进行监测，同时采集电流回路的放电脉冲信号，自动判断间隙放电，锁存放电瞬间的电压峰值，同时发出声音报警信号，以提示试验者，并迅速切断试验电源，保护试品和试验设备免遭过流损坏。该测试仪集工频高压电源、测量、控制系统为一体，浓缩在一个工程塑料箱内，体积小，重量轻，防震耐摔，操作简单，携带方便。

建议：（TBP/避雷器）3.8选择保护电压10.0kV
（TBP/避雷器）7.6选择保护电压20.0kV
（TBP/避雷器）12.7选择保护电压30.0kV。

ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪广泛地用于各种电气设备工频放电电压的测试，尤其是对带间隙的氧化锌过压保护器（又称避雷器或TBP）的工频放电电压测试具有独特的功效。该测试仪采用一种新型的特殊电路，对试验电压波形进行监测，同时采集电流回路的放电脉冲信号，自动判断间隙放电，锁存放电瞬间的电压峰值，同时发出声音报警信号，以提示试验者，并迅速切断试验电源，保护试品和试验设备免遭过流损坏。该测试仪集工频高压电源、测量、控制系统为一体，浓缩在一个工程塑料箱内，体积小，重量轻，防震耐摔，操作简单，携带方便。
一、ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪技术指标
1.输出电压0-30KV（有效值）；输出电流0-25mA
2. 中试控股检测放电方式：波形检测和付立叶变换方式
3.准确度：电压: ±（读数×2%+0.1）电流： ±（读数×2%+0.1）
4.高压切断时间：小于0.2秒
5.电压分辨率：0.001KV 电流分辨率：0.001mA
6.输入电源：180V～270VAC，50Hz/60Hz±1%，市电或发电机供电
7.计算机接口：标准RS232接口
8.打印机：热敏微型打印机
9.环境温度：-10℃～50℃ 相对湿度：<90%
二、ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪性能特点
1.仪器中试控股采用波形检测和付立叶变换方式时刻监测放电电流，当监测到放电电流时，立即记录此刻高压并在0.2s内切断高压电源。测试结果精度高，便于实现自动化测量。
2.全触摸液晶显示屏，超大全图形操作界面,每过程都非常清晰明了。操作人员不需要额外的专业培训就能使用。轻轻触摸就能完成整个过程的测试。
3.仪器操作简便，数据的测量在微处理器控制下自动完成。无需人工干预。
4.一体化机型，内附高压电源，便于现场测试，减少现场接线。
5.高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能以短路方式高速切断输出。
6.低压保护：误接380V、电源波动或突然断电，启动保护，不会引起过电压。
7.防误操作：电压、电流实时监示；接线端子高/低压分明;缓速升压，迅速降压，声音报警。
8.抗震性能：仪器中试控股采用独特抗震设计，可耐受强烈长途运输震动、颠簸而不会损坏。
9.高压电缆：为耐高压绝缘导线，但为了测量精确，请悬空使用。
三、ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪工频放电试验接线方法
在过电压保护器的相地之间的放电。测试时，每次测量间隔不小于15秒，测量三次，求平均值，该值不应小于说明书中规定参数值的85%。
四、ZSTBP-30KV过电压保护器测试仪附件清单
主机 1台
接地线 1条
高压线 1条
电源线 1条
纸卷 1个
说明书 1份
合格证 1份
试验报告1份

电力系统中电路状态和电磁状态的突然变化是产生过电压的根本原因。过电压分为外过电压和内过电压两大类。研究电力系统中各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。

无论外过电压还是内过电压，都受许多随机因素的影响，需要结合电力系统具体条件，通过计算、模拟以及现场实测等多种途径取得数据，用概率统计方法进行过电压预测。

电力系统过电压分成外过电压和内过电压两大类。
1、外过电压：又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。
2、内过电压：电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。

内过电压中的暂态过电压常见的有：

①空载长线电容效应（费兰梯效应）。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。
②不对称短路接地。三相输电线路a相短路接地故障时，b、c 相上的电压会升高。
③甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。

电缆和架空线路连接为什么加装避雷器
电缆和架空线路连接加装避雷器的原因：
避雷器连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效地保护通信设备，一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。当通信线缆或设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护通信线缆和设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使通信线路正常工作。
因此，避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。
避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。
避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。
避雷器简介：
用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流赋值的一种电器。本术语包含运行安装时对于该电器正常功能所必须的任何外部间隙，而不论其是否作为整体的一个部件。
注1：避雷器通常连接在电网导线与地线之间，然而有时也连接在电器绕组旁或导线之间。
注2：避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器（surge divider）。

10KV出线柜为什么电缆出线的一定要安装避雷器呢？
如果是架空出线，应当装设避雷器，以防止大气过电压侵入开关柜。如果采用了真空断路器和电缆出线，应当装设压敏电阻，以防止工频过电压。如果是少油断路器和电缆出线，就不用装了，在电缆与屋外架空线连接处装设避雷器，防止大气过电压。

避雷针接在电线线路的危险？
雷电的反击现象通常指遭受直击雷的金属体（包括接闪器、接地引下线和接地体），在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电（又叫闪络）的现象叫反击。此外，当雷击到树上时，树木上的高电压与它附近的房屋、金属物品之间也会发生反击。要消除反击现象，通常采取两种措施：一是作等电位连接，用金属导体将两个金属导体连接起来，使其接闪时电位相等；二是两者之间保持一定的距离。
综合防雷电反击的措施
现代防雷保护包括外部防雷保护(建筑物或设施的直击雷防护)和内部防雷保护(雷电电磁脉冲的防护)两部份，外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受直接雷击引起火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及系统操作过电压侵入设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。
防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一、二种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——接闪、均压、屏蔽、接地、分流（保护），才能将雷害减少到最低限度。
1、接闪
接闪装置就是我们常说的避雷针、避雷带、避雷线或避雷网，接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电放电不能任意地选择放电通道，而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道，将雷电能量泄放到大地中去。
2、均压
接闪装置在接闪雷电时，引下线立即产生高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。室内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。
为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接，并最后与等电位连接母排相连。
3、屏蔽
屏蔽就是利用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来，使雷电电磁脉冲波入侵的通道全部截断。所有的屏蔽套、壳等均需要接地。
屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。
4、接地
接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。
过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出：不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。防雷接地是防雷系统中最基础的环节，也是防雷安装验收规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发挥出来。
5、分流（保护）
这是现代防雷技术迅猛发展的重点，是保护各种电子设备或电气系统的关键措施。
所谓分流就是在一切从室外来的导体（包括电力电源线、数据线、电话线或天馈线等信号线）与防雷接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器SPD，当直击雷或雷击效应在线路上产生的过电压波沿这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，雷电电流就由此处分流入地了。雷电流在分流之后，仍会有少部份沿导线进入设备，这对于一些不耐高压的微电子设备来说是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前，应进行多级分流（即不少于三级防雷保护）。
现在避雷器的研究与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。
采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。
6、躲避
在建筑物基建选址时，就应该躲开多雷区或易遭雷击的地点，以免日后增大防雷工程的开支和费用。
当雷电发生时，关闭设备，拔掉电源插头。
网络机房防雷设计方案2007-05-01 07:07 目前，随着计算机和网络通信技术的高速发展，计算机网络系统对雷击的防护要求越来越高，由于对雷击的防护措施不力或存在认识上的偏差，往往起不到应有的防护效果，机房遭受到雷击频繁发生。特别是在雷雨季节，计算机网络系统的一些电子电气设备受到雷击的干扰，有些遭雷击而烧毁，造成直接经济损失。计算机网络系统的防雷防护要引起足够重视，做到有备无患，对防雷设施进行整改，做好整体防护措施，才能更好地维护机房的安全运行。