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）
高壓進口電容器、耐沖擊性強
微秒級吸收、速度快、不留死角（微秒級μF）
防護各種操作過電壓：
高頻震蕩、多次重燃、三相同時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 其絕緣水平高于GB311.1-1997標準要求
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下長期運行，
n 在2Un下連續(xù)運行4小時不出現(xiàn)閃絡(luò)和擊穿
n 在暫時過電壓如：工頻電壓升高、短時諧振過電壓、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、三相同時開斷過電壓等
n 微秒級吸收、速度快，而氧化鋅（ZnO）閥片類過電壓保護器吸收過電壓的速度為毫秒級，
n 阻容吸收器吸收過電壓的速度是一般過電壓保護器（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、真空負荷開關(guān)、真空接觸器、真空分斷器、真空重合器）因具有體積小、重量輕、高性能、高可靠性、維護檢查方便、適合頻繁操作等優(yōu)點，因此在各個領(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，迅速地擴散到滅弧室中，冷卻后附著在電弧屏蔽罩觸頭的表面上，在電流自然零點附近及電流過零后，這些粒子的快速運動使得真空開關(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)斷各種負載時容易產(chǎn)生截流、多次重燃和三相同步開斷過電壓。
操作過電壓的特點是頻率高（可高達數(shù)十KHZ,因此電壓上升非常陡）、幅值高（可高達７pu），對運行著的各種電器設(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)、理想的過電壓保護裝置具有十分重要的意義。
目前主要使用的過電壓保護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，無論對哪種負荷設(shè)備都非常有效。不同的使用回路都有一個最佳參數(shù)，電動機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標準要求，電阻器應(yīng)在正常運行時和在短時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操作過電壓時還有以下無法解決的問題和缺陷。避雷器是通過放電動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到其動作電壓時才能起作用，因此它所保護的設(shè)備仍然要承受最初最高幾個周波過電壓。在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生單相接地時，健全相的電壓升高到線電壓，而且允許２h，這時氧化鋅避雷器嚴重過熱而損壞，同樣在系統(tǒng)發(fā)生諧振時，也會損壞。正如《安全情況通報》指出的那樣：“在一些情況下，不但不能起保護設(shè)備的作用，反而增加了電力系統(tǒng)事故。經(jīng)分析，造成ＭＯＡ動作時損壞的主要原因，是對ＭＯＡ的額定電壓和持續(xù)運行電壓選取值偏低，僅為相電壓。而在實際情況中，單相接地時作用在健全相和ＭＯＡ所承受的持續(xù)運行電壓1.73倍相電壓甚至更高，且允許持續(xù)時間可達２小時或更長”。于是增加了ＭＯＡ持續(xù)運行電壓和額定電壓，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、電容器極間的絕緣配合，起不到保護的作用。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操作過電壓時的缺陷是殘壓高、殘壓比大、荷電率低，通流能力差、易損壞和響應(yīng)時間長等缺陷。
阻容過電壓吸收器在保護操作過電壓時其性能和效果大大優(yōu)于避雷器已是不爭的事實，而且越來越被人們所承認和認可。
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。
用多個甚至上百個低壓電容器串聯(lián)當(dāng)做高壓電容器的。這種做法是因為沒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，遠遠高于電機的耐壓，根本起不到保護作用。加間隙只是為了保護自己，因為這種產(chǎn)品電容器耐壓達不到標準。
阻容過電壓吸收器和避雷器并聯(lián)的，即所謂的“復(fù)合式過電壓保護器”，這種產(chǎn)品也是因其電容器耐壓達不到標準要求，用避雷器做為后備保護來增加其可靠性。其實這只是一廂情愿的做法，殊不知阻容過電壓吸收器因為其對過電壓響應(yīng)速度非?？?，避雷器還沒來得及動作時過電壓已經(jīng)降到避雷器的動作電壓以下，其結(jié)果是避雷器根本不起作用。這一點已被多年的運行經(jīng)驗和大量現(xiàn)場試驗所證實。關(guān)于這一點，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自己。按理阻容過電壓吸收器是專門用來保護其他電器設(shè)備的，其絕緣水平要高于被保護設(shè)備的絕緣水平才行，否則怎么能談到去保護別的設(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，無論對哪種負荷設(shè)備都非常有效，不同使用回路都有一個最佳參數(shù)，對于電機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，其特點是幅值高，頻率高，其波頭時間為10～5000μs，而阻容過電壓吸收器的響應(yīng)時間僅為10μs（在C=0.1μF，R=100Ω時），也就是說過電壓第一個峰值剛上升10μs時，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荷的電容，因此降低了過電壓的幅值，同時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，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，因此使整個系統(tǒng)的振蕩頻率都會降低，這將使重燃可能性大大降低。同時也降低了過電壓前沿的陡度，減輕了過電壓對被保護設(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
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)督檢驗中心，西安高壓電器研究所高壓電器實驗室通過全部型式試驗。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的“保護電容器”，其絕緣水平已完全達到了ＧＢ３１１.１－１９９７標準的要求。該產(chǎn)品能在溫度上限、１.１５Ｕn和１.５ln下長期運行，在２Ｕn下連續(xù)運行４小時不出現(xiàn)閃絡(luò)和擊穿。在暫時過電壓（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，在實驗室內(nèi)經(jīng)過反復(fù)過電壓吸收性能試驗表明，在施加標準雷電沖擊電壓時，經(jīng)過阻容過電壓吸收器吸收后，這個電壓降得很低，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)電抗器試驗研究”一文現(xiàn)場試驗提供的數(shù)據(jù)：斷路器分閘時，在接入氧化鋅避雷器時的電壓為３.４８倍，而接入阻容過電壓吸收時“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：驗收時的１min工頻／直流耐受電壓為７５%的出廠試驗電壓。
保護功能：
諧振過電壓保護 高頻震蕩過電壓保護
三相同時開斷過電壓保護 截流過電壓保護
單相接地間歇性弧光過電壓保護 多次重燃過電壓保護
