淺析擊穿保險(xiǎn)器測(cè)試裝備范文

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【摘要】擊穿保險(xiǎn)器是應(yīng)用于室內(nèi)外電壓互感器的二次側(cè)過(guò)電壓保護(hù)的裝置，能夠避免高電壓帶來(lái)的二次回路而引發(fā)電壓加大對(duì)二次設(shè)施乃至人身的損傷；還能夠應(yīng)用于變壓器的低壓端，避免高、低壓線圈之間產(chǎn)生擊穿時(shí)引發(fā)的低壓側(cè)電壓上升問(wèn)題。也是一種過(guò)電壓保護(hù)裝置。擊穿保險(xiǎn)接地的方式，能夠避免以上問(wèn)題的出現(xiàn)（數(shù)百伏電壓可擊穿），正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，擊穿保險(xiǎn)能夠保障和大地的絕對(duì)絕緣，但是，如何保障擊穿保險(xiǎn)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，該擊穿的時(shí)候短路，不該擊穿的時(shí)候應(yīng)開(kāi)路，以免造成反措要求的多點(diǎn)接地故障，而目前無(wú)論是該項(xiàng)目的檢測(cè)還是檢測(cè)用的裝置都還處于空白。本研究旨在開(kāi)發(fā)一種測(cè)試裝備，保證擊穿保險(xiǎn)器的正常運(yùn)作。

【關(guān)鍵詞】擊穿保險(xiǎn)器；檢測(cè)；測(cè)試裝備

1擊穿保險(xiǎn)器

擊穿保險(xiǎn)器（Destructivesafeguard）是一種保護(hù)裝置，可以在中性點(diǎn)不接地網(wǎng)絡(luò)中有效避免高壓流入低壓。該裝置由銅制電極夾以帶孔的云母片組成，擊穿電壓達(dá)數(shù)百伏。一般是以低壓電網(wǎng)星形接法的中性點(diǎn)、角形接法的一相，經(jīng)過(guò)擊穿保險(xiǎn)器與大地作有效連合。通常情況下，是云母片將低壓電網(wǎng)和大地絕緣，而不改變系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。若高壓流入低壓，云母片有孔部位的縫隙被擊穿，問(wèn)題電流使高壓系統(tǒng)保護(hù)部分能夠快速切斷電源。若問(wèn)題電流略低，不至于使保護(hù)裝置有所反應(yīng)，但這時(shí)候的接地電阻也低，也能夠減少問(wèn)題時(shí)的對(duì)地電壓，進(jìn)而降低高壓流入低壓的可能性。擊穿保險(xiǎn)器是一種避雷器，被廣泛地應(yīng)用于低壓電力網(wǎng)。該裝置運(yùn)作時(shí)與被保護(hù)的裝置并聯(lián)，用來(lái)制約被保護(hù)裝置的過(guò)電壓。通常可以接在配電變壓器低壓側(cè)繞組的不接地的中性點(diǎn)與地之間，或者低壓電力網(wǎng)的相線與地之間，用來(lái)避免3～10kV高壓線路在有問(wèn)題時(shí)和低壓線路搭接所引發(fā)的的低壓線路的電位增大，保障人身與設(shè)備安全。為了防止在不接地低壓配電系統(tǒng)和電壓互感器中性點(diǎn)由于電壓升高而造成絕緣擊穿的問(wèn)題，往往采用擊穿保險(xiǎn)器作為其主要保護(hù)裝置。一旦被保護(hù)設(shè)備和大地之間產(chǎn)生的過(guò)電壓上升到保險(xiǎn)器的放電電壓，擊穿保險(xiǎn)器便可放電，電流通過(guò)接地裝置到大地，進(jìn)而能夠使過(guò)電壓保持在規(guī)定范圍內(nèi)，設(shè)備的絕緣得到有效保護(hù)。

2擊穿保險(xiǎn)器測(cè)試

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》（國(guó)家電網(wǎng)[2012]152號(hào)）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，公用電壓互感器的二次回路要保持在室內(nèi)有一線接地，為了保障接地的有效性，各電壓互感的中性不能接有可能斷的開(kāi)關(guān)與熔斷器。已經(jīng)在控制室一點(diǎn)接地的電壓互感器二次線圈，可以在開(kāi)關(guān)場(chǎng)將二次線固中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙以及氧化銨閥片接地。要定時(shí)對(duì)放電間或氧化鋅閥片進(jìn)行維護(hù)，避免電壓二次回路多點(diǎn)接地的問(wèn)題的發(fā)生。

2.1擊穿保護(hù)器傳統(tǒng)檢測(cè)方法

為保護(hù)擊穿保險(xiǎn)器的質(zhì)量，按照規(guī)定的技術(shù)條件對(duì)擊穿保險(xiǎn)器的性能進(jìn)行的測(cè)試。擊穿保險(xiǎn)器的檢測(cè)方法主要包括例行、試驗(yàn)、定期以及型式檢測(cè)，在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的試驗(yàn)有交貨時(shí)的驗(yàn)收試驗(yàn)、安裝后的交接試驗(yàn)和運(yùn)行期間的預(yù)防性試驗(yàn)。

（1）例行試驗(yàn)是每只擊穿保護(hù)器（或電阻片）均須承受的檢測(cè)。主要包括對(duì)持續(xù)電流、標(biāo)稱放電電流、工頻參考電壓、直流參考電壓、以及密封性能的檢測(cè)、局部放電試驗(yàn)等。有間隙的閥式避雷器還要進(jìn)行工頻放電電壓試驗(yàn)。管式避雷器只需進(jìn)行工頻放電試驗(yàn)或工頻耐壓試驗(yàn)。

（2）抽樣檢測(cè)閥式避雷器的抽樣試驗(yàn)主要對(duì)電阻片進(jìn)行，在一批電阻片中抽取總數(shù)的1.5%（不少于兩個(gè)），進(jìn)行方波電流沖擊試驗(yàn)和大電流耐受試驗(yàn)。對(duì)有間隙的閥式避雷器，還需對(duì)產(chǎn)品的沖擊放電電壓進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。對(duì)無(wú)間隙的金屬氧化物避雷器，每半年要對(duì)電阻片進(jìn)行一次加速老化的抽樣試驗(yàn)。管式避雷器只對(duì)其沖擊放電電壓進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。

（3）定期檢測(cè)是為了檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。定期檢測(cè)通常每三年開(kāi)展一次，包括對(duì)金屬氧化物擊穿保險(xiǎn)器，應(yīng)該從規(guī)范生產(chǎn)的產(chǎn)品中抽取三只展開(kāi)殘壓檢測(cè)、長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間電流耐受檢測(cè)、動(dòng)作負(fù)載檢測(cè)記憶工頻耐受時(shí)間特性檢測(cè)。管式避雷器沒(méi)有定期試驗(yàn)項(xiàng)目。

（4）型式檢測(cè)對(duì)產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面鑒定的試驗(yàn)。對(duì)閥式避雷器和金屬氧化物避雷器，除了展開(kāi)出廠試驗(yàn)、抽樣試驗(yàn)、定期試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目外，還要進(jìn)行壓力釋放試驗(yàn)、瓷套絕緣耐受試驗(yàn)、機(jī)械負(fù)荷試驗(yàn)、人工污穢試驗(yàn)、多柱避雷器電流分布試驗(yàn)等。管式避雷器則還要進(jìn)行沖擊通流能力試驗(yàn)和切斷能力試驗(yàn)等。

2.2擊穿保險(xiǎn)器檢測(cè)趨勢(shì)

擊穿保險(xiǎn)器是電網(wǎng)中保護(hù)電力設(shè)備免受過(guò)電壓危害的重要電氣設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性將直接影響電力系統(tǒng)的安全。對(duì)擊穿保險(xiǎn)器實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，一方面可及早發(fā)現(xiàn)和排除故障，避免發(fā)生爆炸，健全變電站的安全運(yùn)行預(yù)警系統(tǒng)；另一方面，可對(duì)泄漏電流及動(dòng)作次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，從而有效及時(shí)地檢測(cè)內(nèi)部缺陷，尤其是閥體受潮、內(nèi)部元件老化等。保險(xiǎn)器行業(yè)正緊隨當(dāng)前電子終端產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，邁向小型化、貼片化、技術(shù)升級(jí)換代的方向發(fā)展，而影響這些發(fā)展變化的原因在于越來(lái)越多的脈沖應(yīng)用、部件的小型化和DC應(yīng)用需求的日漸增長(zhǎng)。在應(yīng)用特點(diǎn)上，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加注重低功耗、低成本設(shè)計(jì)，這也使得目前一些重要的保險(xiǎn)器聚焦在中長(zhǎng)期項(xiàng)目研究和重大技術(shù)、關(guān)鍵工藝的研發(fā)上，以滿足未來(lái)市場(chǎng)需求。

3擊穿保險(xiǎn)器測(cè)試裝備研究

3.1項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度

通過(guò)各種方式查找了目前市場(chǎng)上還沒(méi)有此類產(chǎn)品的測(cè)試裝置，但在實(shí)際電力生產(chǎn)應(yīng)用中確實(shí)需要此類設(shè)備，我們經(jīng)過(guò)對(duì)市場(chǎng)上各類擊穿保險(xiǎn)器、避雷器、壓敏保護(hù)器等進(jìn)行了大量資料分析、整合、對(duì)比、歸納并根據(jù)目前的科學(xué)理論與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)有目的有步驟地試驗(yàn)，按照考察、對(duì)比、測(cè)定與此相伴隨的現(xiàn)象的改變來(lái)判斷條件和現(xiàn)象間的聯(lián)系的結(jié)論。關(guān)鍵在于用來(lái)解釋多類型的自變量和因變量之間的關(guān)系，進(jìn)而具備多電壓、多電流、多波形等各種功能。進(jìn)度計(jì)劃：用20d完成課題研究，60d進(jìn)行系統(tǒng)研制和制造，軟件開(kāi)發(fā)完成。15d對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。3.2擬解決的主要問(wèn)題通過(guò)本系統(tǒng)很準(zhǔn)確的測(cè)試保險(xiǎn)器擊穿放電電壓，擊穿電流等參數(shù)；過(guò)電壓通過(guò)后，產(chǎn)品迅速恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)（絕緣狀態(tài)）。裝置能夠?qū)ΡｋU(xiǎn)器進(jìn)行程控測(cè)試及智能分析。其次，使用程控多波形系統(tǒng)對(duì)保險(xiǎn)器壽命作智能預(yù)計(jì)及量化考核，使用程控多波形系統(tǒng)可應(yīng)用于多種類型、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的保險(xiǎn)器。程控多電壓、多電流、多波形擊分析系統(tǒng)，硬件以多電壓組合波形電源發(fā)生器為基礎(chǔ)，軟件以智能設(shè)置、記錄、存儲(chǔ)、分析、圖形化、查詢、打印、輸出為拓展。

3.3技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）開(kāi)發(fā)出嵌入式系統(tǒng)軟件，可通過(guò)程序控制，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)置、記錄、存、分析、圖形化、查詢、打印。

（2）研制出一套以程序控制的多電壓組合波形電源的發(fā)生器。

（3）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)調(diào)取，液晶操作顯示，便攜式外形設(shè)計(jì)，人機(jī)界面優(yōu)良。

（4）可以可在線/離線切換使用。本裝置電壓監(jiān)測(cè)單元、電流監(jiān)測(cè)單元組成。本系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行不同的靈活配置，加大了系統(tǒng)的安全性與便捷性。并選用節(jié)點(diǎn)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改變監(jiān)測(cè)設(shè)備與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都不用改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能按照需求在中央預(yù)警服務(wù)器上掛接多種類型和數(shù)量的本地監(jiān)測(cè)模塊，達(dá)到對(duì)多種設(shè)備展開(kāi)監(jiān)測(cè)與診斷的目的；只要在被測(cè)電氣元件下方安置對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)模塊，通過(guò)鋪設(shè)單根電纜掛接到監(jiān)測(cè)裝置的總線上即可。各監(jiān)測(cè)單元具備完善的自檢功能，可以短時(shí)間內(nèi)斷定監(jiān)測(cè)模塊的運(yùn)轉(zhuǎn)性能并且上傳給服務(wù)器與用戶。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大多以數(shù)字通訊模式為主，能夠有效地避免工頻電磁干擾或者其他高頻干擾而引發(fā)的信號(hào)傳送故障，加大了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。整個(gè)的監(jiān)測(cè)模塊都選用模塊化結(jié)構(gòu)方式，擁有極好的的通用性與互換性，能夠在不干預(yù)元件運(yùn)轉(zhuǎn)的情形下維護(hù)全部部件。

3.4項(xiàng)目實(shí)施效益預(yù)測(cè)

通過(guò)各種方式查找了目前市場(chǎng)上還沒(méi)有此類產(chǎn)品的測(cè)試裝置，但在實(shí)際電力生產(chǎn)應(yīng)用中確實(shí)需要此類設(shè)備，此設(shè)備的研制將充分應(yīng)用新技術(shù)、新工藝，使設(shè)備在智能化網(wǎng)絡(luò)化方面符合現(xiàn)代電力發(fā)展的要求，既填補(bǔ)此項(xiàng)空白又能在技術(shù)上領(lǐng)先，可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不落后。不僅在作業(yè)方法上進(jìn)行創(chuàng)新而且在儀器設(shè)備上也填補(bǔ)了缺相，值得在全省系統(tǒng)內(nèi)推廣。

4結(jié)語(yǔ)

擊穿保險(xiǎn)器是一種應(yīng)用在戶內(nèi)外電壓互感器的二次側(cè)過(guò)電壓保護(hù)裝置，用來(lái)避免高電壓流入二次回路而引發(fā)的電壓增大對(duì)二次元件以及人身帶來(lái)的損傷，也可用做電力變壓器的低壓端，以防止高壓線圈和低壓線圈間發(fā)生擊穿時(shí)低壓側(cè)電壓升高；或作為其它用電設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)。鑒于目前擊穿保險(xiǎn)器的檢測(cè)以及檢測(cè)用的裝置都處于空白，于是開(kāi)展擊穿保險(xiǎn)裝置的項(xiàng)目研究，上文主要是對(duì)擊穿保險(xiǎn)器項(xiàng)目的實(shí)施方案、裝置擬解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、裝置的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)以及裝置未來(lái)的應(yīng)用前景展開(kāi)了分析，旨在提供一種在線的、智能的擊穿保險(xiǎn)測(cè)試裝備，以期完善擊穿保險(xiǎn)器運(yùn)轉(zhuǎn)效率，保障設(shè)備以及人身的安全。

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作者:彭少丹 衛(wèi)星舟 單位:云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局