ZR11系列阻容吸收器
ZR 系列阻容過電壓吸收裝置系列
（380V 、 3KV 、 6KV 、 12KV、20KV、35KV、110KV)
（ZR11-7.2-0.1/100阻容吸收器）
高壓進(jìn)口電容器、耐沖擊性強(qiáng)
微秒級(jí)吸收、速度快、不留死角（微秒級(jí)μF）
防護(hù)各種操作過電壓：
高頻震蕩、多次重燃、三相同時(shí)開斷等過電壓一掃光
國內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)先：
n 高壓干式電容器 、耐沖擊性強(qiáng) 其絕緣水平高于GB311.1-1997標(biāo)準(zhǔn)要求
n 無感電阻器采用納米技術(shù)，功率大、散熱好，起到良好的阻尼震蕩作用
n 外殼采用高壓SMC壓制而成
n 該產(chǎn)品在1.15Un和1.51Un下長期運(yùn)行，
n 在2Un下連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)不出現(xiàn)閃絡(luò)和擊穿
n 在暫時(shí)過電壓如：工頻電壓升高、短時(shí)諧振過電壓、單相接地短路和間歇性弧光接地過電壓下安全運(yùn)行
n 能有效吸收各種過電壓如：高頻震蕩、多次重燃、三相同時(shí)開斷過電壓等
n 微秒級(jí)吸收、速度快，而氧化鋅（ZnO）閥片類過電壓保護(hù)器吸收過電壓的速度為毫秒級(jí)，
n 阻容吸收器吸收過電壓的速度是一般過電壓保護(hù)器（氧化鋅（ZnO）閥片類）的100倍
n 阻容吸收器吸收過電壓后，可使電力系統(tǒng)不超過相對地電壓的2倍（峰值）
(ZR11-12.7-100/0.05-0.1)
產(chǎn)品概述：
一、 概述
真空開關(guān)設(shè)備（真空斷路器、真空負(fù)荷開關(guān)、真空接觸器、真空分?jǐn)嗥?、真空重合器）因具有體積小、重量輕、高性能、高可靠性、維護(hù)檢查方便、適合頻繁操作等優(yōu)點(diǎn)，因此在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用。
但是真空開關(guān)設(shè)備的真空滅弧室中的電弧是由從觸頭蒸發(fā)來的中性金屬蒸氣中的原子、離子和電子組成，它們由觸頭提供后，迅速地?cái)U(kuò)散到滅弧室中，冷卻后附著在電弧屏蔽罩觸頭的表面上，在電流自然零點(diǎn)附近及電流過零后，這些粒子的快速運(yùn)動(dòng)使得真空開關(guān)設(shè)備具有極高的絕緣恢復(fù)能力，但是隨之產(chǎn)生了極陡的截流現(xiàn)象和極高的高頻滅弧能力。這是產(chǎn)生過電壓的極其重要的因素。此外，因這些粒子的產(chǎn)生源為觸頭，所以上述的各種特性還會(huì)很大程度上受觸頭材料特性的影響。
真空開關(guān)設(shè)備滅弧室的上述特性決定了其在開關(guān)斷各種負(fù)載時(shí)容易產(chǎn)生截流、多次重燃和三相同步開斷過電壓。
操作過電壓的特點(diǎn)是頻率高（可高達(dá)數(shù)十KHZ,因此電壓上升非常陡）、幅值高（可高達(dá)７pu），對運(yùn)行著的各種電器設(shè)備危害極大，在很大程度上影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。因此，正確合理的選用適當(dāng)、理想的過電壓保護(hù)裝置具有十分重要的意義。
目前主要使用的過電壓保護(hù)裝置有阻容過電壓吸收器和氧化鋅避雷器兩種。
阻容過電壓吸收器是將電阻器和電容器串聯(lián)連接后，再接到真空開關(guān)設(shè)備的負(fù)荷側(cè)與地之間。它可有效地抑制操作過電壓的瞬間振蕩和高頻電流，無論對哪種負(fù)荷設(shè)備都非常有效。不同的使用回路都有一個(gè)最佳參數(shù)，電動(dòng)機(jī)和變壓器類的最佳參數(shù)是電容器值為0.05-0.1μＦ，電阻器值為100Ω。電容器的絕緣水平應(yīng)滿足ＧＢ311.1-1997標(biāo)準(zhǔn)要求，電阻器應(yīng)在正常運(yùn)行時(shí)和在短時(shí)高頻電流沖擊下不閃絡(luò)并且保持熱穩(wěn)定。
氧化鋅避雷器是利用氧化鋅閥片的非線性電阻特性，通過放電以殘壓來限制過電壓的幅值。
現(xiàn)在淺析兩種過電壓保護(hù)裝置的性能和效果以及目前市場上這兩種產(chǎn)品的現(xiàn)狀。
目前市場上的氧化鋅避雷器可分為帶串聯(lián)間隙的、帶并聯(lián)間隙的和無間隙三種。
無論哪種避雷器在保護(hù)操作過電壓時(shí)還有以下無法解決的問題和缺陷。避雷器是通過放電動(dòng)作后來限制過電壓的幅值，它不能降低過電壓的頻率（即電壓上升的陡度）而帶匝間絕緣的設(shè)備對頻率最敏感，即使是較低的過電壓也有可能引起繞組匝間的絕緣擊穿，而且避雷器是在過電壓達(dá)到其動(dòng)作電壓時(shí)才能起作用，因此它所保護(hù)的設(shè)備仍然要承受最初最高幾個(gè)周波過電壓。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，健全相的電壓升高到線電壓，而且允許２h，這時(shí)氧化鋅避雷器嚴(yán)重過熱而損壞，同樣在系統(tǒng)發(fā)生諧振時(shí)，也會(huì)損壞。正如《安全情況通報(bào)》指出的那樣：“在一些情況下，不但不能起保護(hù)設(shè)備的作用，反而增加了電力系統(tǒng)事故。經(jīng)分析，造成ＭＯＡ動(dòng)作時(shí)損壞的主要原因，是對ＭＯＡ的額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓選取值偏低，僅為相電壓。而在實(shí)際情況中，單相接地時(shí)作用在健全相和ＭＯＡ所承受的持續(xù)運(yùn)行電壓1.73倍相電壓甚至更高，且允許持續(xù)時(shí)間可達(dá)２小時(shí)或更長”。于是增加了ＭＯＡ持續(xù)運(yùn)行電壓和額定電壓，導(dǎo)致閥片數(shù)量的增加，也增加了ＭＯＡ的殘壓，使得其殘壓難以和電機(jī)、電容器極間的絕緣配合，起不到保護(hù)的作用。按目前我國氧化鋅避雷器的工藝和制造水平，其殘壓比U100A/U1Ma=1.4，也就是說，隨著流過避雷器電流的增加，其殘壓也增加。
總之，氧化鋅避雷器在用做保護(hù)操作過電壓時(shí)的缺陷是殘壓高、殘壓比大、荷電率低，通流能力差、易損壞和響應(yīng)時(shí)間長等缺陷。
阻容過電壓吸收器在保護(hù)操作過電壓時(shí)其性能和效果大大優(yōu)于避雷器已是不爭的事實(shí)，而且越來越被人們所承認(rèn)和認(rèn)可。
但是過去各廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品故障率高，致使許多設(shè)計(jì)部門和成套廠都不敢使用。
日前市場上的阻容過電壓吸收器主要有以下幾種形式：
用“防護(hù)型電容器”的。這種電容器是老式油浸電容器，其極間耐壓只有額定電壓的2.15倍，比被保護(hù)設(shè)備的耐壓還低，因此可靠性也極低，而且不符合開關(guān)無油化的要求，并且體積大，開關(guān)柜內(nèi)無法裝下，現(xiàn)已逐步被淘汰。
用多個(gè)甚至上百個(gè)低壓電容器串聯(lián)當(dāng)做高壓電容器的。這種做法是因?yàn)闆]有高壓電容器迫不得已而采取的辦法，這種產(chǎn)品可靠性最低，故障率最高，亦應(yīng)被淘汰。
加串聯(lián)間隙的（包括所謂無觸點(diǎn)間隙）。間隙的問題已如前述，有的生產(chǎn)廠家把間隙的放電電壓定得很高，如１０ＫＶ產(chǎn)品為２５ＫＶ、３５ＫＶ的產(chǎn)品為８０ＫＶ，這和變壓器、電抗器的耐壓相同，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電機(jī)的耐壓，根本起不到保護(hù)作用。加間隙只是為了保護(hù)自己，因?yàn)檫@種產(chǎn)品電容器耐壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。
阻容過電壓吸收器和避雷器并聯(lián)的，即所謂的“復(fù)合式過電壓保護(hù)器”，這種產(chǎn)品也是因其電容器耐壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，用避雷器做為后備保護(hù)來增加其可靠性。其實(shí)這只是一廂情愿的做法，殊不知阻容過電壓吸收器因?yàn)槠鋵^電壓響應(yīng)速度非?？?，避雷器還沒來得及動(dòng)作時(shí)過電壓已經(jīng)降到避雷器的動(dòng)作電壓以下，其結(jié)果是避雷器根本不起作用。這一點(diǎn)已被多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和大量現(xiàn)場試驗(yàn)所證實(shí)。關(guān)于這一點(diǎn)，請參閱《廣東電力》２００３年第４期刊登的“真空斷路器投切并聯(lián)電抗器試驗(yàn)研究”一文。
以上種種產(chǎn)品，均不是真正的阻容吸收器，其各種措施和做法都是為了保護(hù)自己。按理阻容過電壓吸收器是專門用來保護(hù)其他電器設(shè)備的，其絕緣水平要高于被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平才行，否則怎么能談到去保護(hù)別的設(shè)備呢
二、原理
阻容吸收器是將電阻器R和電容器C串聯(lián)連接后，再接到真空開關(guān)設(shè)備的負(fù)荷側(cè)與地之間，它可有效抑制操作過電壓的瞬間振蕩和高頻電流，無論對哪種負(fù)荷設(shè)備都非常有效，不同使用回路都有一個(gè)最佳參數(shù)，對于電機(jī)和變壓器的最佳參數(shù)是C=0.05-0.1μF,R=100Ω。
操作過電壓是操作沖擊電壓，亦稱緩波前過電壓，其特點(diǎn)是幅值高，頻率高，其波頭時(shí)間為10～5000μs，而阻容過電壓吸收器的響應(yīng)時(shí)間僅為10μs（在C=0.1μF，R=100Ω時(shí)），也就是說過電壓第一個(gè)峰值剛上升10μs時(shí)，它就開始發(fā)揮作用，使過電壓的波頭變緩，陡度和幅度降低，再加上電阻的阻尼作用，使高頻振蕩迅速衰減并停止。
阻容過電壓器吸收器由于增加了被開斷負(fù)荷的電容，因此降低了過電壓的幅值，同時(shí)也降低了斷路器觸頭兩端的恢復(fù)電壓幅值。
阻容過電壓吸收器在降低過電壓幅值的同時(shí)，也降低了過電壓的頻率，低頻率的振蕩對高頻率振蕩起到了阻尼作用，因此使整個(gè)系統(tǒng)的振蕩頻率都會(huì)降低，這將使重燃可能性大大降低。同時(shí)也降低了過電壓前沿的陡度，減輕了過電壓對被保護(hù)設(shè)備匝間絕緣的危害。
總之，阻容過電壓吸收器是抑制截流過電壓的最好裝置，將使重燃和三相同步過電壓扼殺在搖籃中。因而，阻容過電壓吸收器是保護(hù)操作過電壓的最理想、最合適的裝置。
（ZR11-40.5-100/0.05）
三、 產(chǎn)品的特點(diǎn)
ＺＲ11阻容過電壓吸收器是我公司和西安高壓電器研究所專家聯(lián)合研制，是在ＺＲ1０型基礎(chǔ)上改進(jìn)的最新研制、開發(fā)和生產(chǎn)的第二代高科技產(chǎn)品，并在國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，西安高壓電器研究所高壓電器實(shí)驗(yàn)室通過全部型式試驗(yàn)。該產(chǎn)品采用的是具有自愈功能的干式高壓電容器，這種電容器是名副其實(shí)的“保護(hù)電容器”，其絕緣水平已完全達(dá)到了ＧＢ３１１.１－１９９７標(biāo)準(zhǔn)的要求。該產(chǎn)品能在溫度上限、１.１５Ｕn和１.５ln下長期運(yùn)行，在２Ｕn下連續(xù)運(yùn)行４小時(shí)不出現(xiàn)閃絡(luò)和擊穿。在暫時(shí)過電壓（包括工頻電壓升高、諧振過電壓、單相接地短路和間歇性弧光接地過電壓）下安全運(yùn)行。
電容器外殼用SＭＣ壓制而成，并選用優(yōu)質(zhì)、高性能的絕緣材料聚丙烯金屬薄膜為固體介質(zhì)，用阻燃的環(huán)氧樹脂灌封制成的干式高壓電容器。產(chǎn)品電性能穩(wěn)定可靠，并配置散熱性能良好的線編無感或金屬氧化膜電阻器，使阻容過電壓吸收器的性能和可靠性大大提高。
ＺＲ11阻容過電壓吸收器，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)過反復(fù)過電壓吸收性能試驗(yàn)表明，在施加標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓時(shí)，經(jīng)過阻容過電壓吸收器吸收后，這個(gè)電壓降得很低，一般不超過相對地電壓的２倍（峰值）。另據(jù)廣東電力２００３年８月４期刊登的“真空斷路器投切并聯(lián)電抗器試驗(yàn)研究”一文現(xiàn)場試驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)：斷路器分閘時(shí)，在接入氧化鋅避雷器時(shí)的電壓為３.４８倍，而接入阻容過電壓吸收時(shí)“最大過電壓為１.８７倍”，“可見阻容裝置有明顯的限制過電壓的功能”。因此該文章最后建議：“鑒于該過電壓屬于高頻過電壓，建議再加裝阻容裝置。該裝置即可降低過電壓幅度，也可降低過電壓的頻率”。由此可見，阻容過電壓吸收器是保護(hù)各種電器設(shè)備免遭操作過電壓損壞的最理想、最有效的裝置。
四、技術(shù)參數(shù)
ＺＲ11型阻容過電壓吸收器的技術(shù)參數(shù)列于下表
|
額定電壓 ＫＶ |
額定電容 μＦ±１０% |
額定電阻 Ω±１０% |
１min工頻／直流耐受電壓ＫＶ相間及對地 |
１.１Ｕn／√３時(shí)局放 |
tanδ% |
|
7.2 |
0.05/0.1 |
100 |
30/60 |
≤10pc |
≤0.04 |
|
12 |
0.05/0.1 |
100 |
42/84 |
≤10pc |
≤0.04 |
|
40.5 |
0.05/0.1 |
100 |
95/190 |
≤10pc |
≤0.04 |
注：驗(yàn)收時(shí)的１min工頻／直流耐受電壓為７５%的出廠試驗(yàn)電壓。
保護(hù)功能：
諧振過電壓保護(hù) 高頻震蕩過電壓保護(hù)
三相同時(shí)開斷過電壓保護(hù) 截流過電壓保護(hù)
單相接地間歇性弧光過電壓保護(hù) 多次重燃過電壓保護(hù)
