傅丙俊
山东中华聊城发电厂，聊城252033
0 引言
电力、冶金及化工等行业中，普遍采用真空断路器或真空接触器加熔断器作为中压系统的控制保护设备 ，该类设备开断时易产生较高的操作过电压。
限制操作过电压的保护设备现主要为氧化锌避雷器(MOA)。图1所示带串联间隙、同参数、四星形接线的MOA(TBP)因其保护残压低及运行寿命长等优点近年在中性点非有效接地系统中应用广泛。本文分析其保护特性。
1 TBP各避雷器运行参数的差异
1.1中性点非有效接地系统
系统正常运行时，其A-D、B-D及C-D间承受持续相电压，因A、B、C三相的对称性，O点电压几乎为零 ，避雷器D所承受的电压≈0，或仅为一脉冲电压；当发生单相接地时(设C相接地)，由于规程规定可允许运行时间≥2 h，此时健全相A-D、B-D上的过电压为173倍的相电压。经计算，避雷器A、B、C、D所承受的电压均接近相电压。即在发生一点接地前后，避雷器D承受电压变化较大，范围在0～相电压之间。
1.2小电阻接地系统
系统发生单相接地时，其真空开关将在几十ms内跳开故障回路，因A、B、C三相的对称性，避雷器D所承受的电压≈0，或仅为一脉冲电压，接在系统中的MOA其A-D、B-D、C-D间仅承受持续相电压，故可考虑取消避雷器D，或保留D但降低其参数，由此不仅可降低TBP造价且可降低相地间放电残压，以提高电动机相地绝缘保护裕度。下面分析小电阻接地系统中带和不带避雷器D时的保护特性(以6 kV为例)，以确定避雷器D的去留及其参数。
2 带间隙MOA安全运行判据及电机耐压参数
2.1带串联间隙MOA的安全运行判据[1]
系统中MOA必须保证自身安全运行，能吸收或限制过电压使被保护的电力设备得到有效的保护。氧化锌阀片的伏安特性如图2，其中U1 mA为直流1 mA参考电压；U100A为100A操作冲击电流残压；Uc为持续运行电压有效值。残压比K1=U100A/U1 mA(正常较好的阀片K1=1.4，为安全计TBP取K1=1.5)。
-1996和JB3373-83规定，相、地绝缘能承受的过电压峰值为：
其中2Ue+1为电动机的1 min工频耐压值；K1=0.75，即对已运行的电动机取其耐压值的75%；K2为冲击系数，日本取1.25，原苏联取1.1～1.4，我国通常取1.15。对6 kV高压电动机Us=15.9 kV。
相与相之间的绝缘所能承受的过电压峰值在国标中无具体考核规定，根据其绝缘结构通常＞Us。
3 带串联间隙三星形接法的MOA保护性能
3.1带串联间隙三星形接法MOA的性能参数
带串隙三星形接法MOA即TBP去掉避雷器D。下文中用下标py、pp表示相地、相相，则原TBP-Ⅱ型(电动机用)单只MOA性能参数(6 kV)为：
3.2对相与地及相与相之间绝缘的保护
比较U100 A(pg)和U100 A(pp)与电动机的冲击耐压峰值Us(15.86 kV)可知，三星形接法的MOA完全可以保护高压电动机的相对地绝缘，且裕度较大；亦能保护相与相之间绝缘。
3.3MOA自身的安全运行
4 TBP保护性能分析
4.1电动机用TBP—Ⅱ型MOA性能参数(6 kV)
单只MOA性能参数与前同，由于采用四星形接法，U1 mA(pg)=U1 mA(pp)=2U1 mA>10 kV；U100 A(pg)=U100 A(pp)=2U100 A<15 kV。
4.2对相与地、相与相间绝缘的保护
比较U100 A(pg)和U100 A(pp)与Uｓ(15.86 kV)可知，TBP均能有效地保护相地及相间绝缘。
4.3自身安全运行
4.4保护裕度分析
5 与地线连接的MOA(避雷器D)参数的计算
5.1TBP改进后的整体性能参数
TBP—Ⅱ型避雷器(6 kV)单只MOA性能参数与前同。设避雷器D的相关电压用U1 mA(D)和U100 A(D)表示 ，因仍采用四星形接法，则有U1 mA(pg)=U1mA+U1 mA(D)=5 kV+U1 mA(D)；U1 mA(pp)=2U1 mA=10 kV；U100 A(pg)=U100 A+U100 A(D)=7。5 kV+U100 A(D)；U100 A(pp)=2U100 A<15 kV。
5.2组合避雷器自身安全运行的要求
5.3对相与地、相与相间绝缘的保护
比较U100 A(pg)(9 kV)、U100 A(pp)(15 kV)与Uｓ(15.68 kV)可知，改进型TBP完全可以保护相对地绝缘，且裕度较大；亦能保护相与相间的绝缘。
6 对雷电冲击状态下避雷器安全性及保护效果的影响
1) 避雷器D的参数只降低了直流1 mA参考电压而未改变阀片的通流量，且因雷电冲击是暂态的，不存在持续运行电压问题，故在避雷器D的参数变化前后，TBP的安全性不发生变化。
2) U100 A(D)由7.5 kV降为1.5 kV，则U5 kA(D)也由原来的9 kV降至<2 kV。使TBP的雷电冲击电流残压由18 kV降至<11 kV，即大大提高了雷电状态下相对地绝缘的保护裕度。
7 结论
在中性点小电阻接地系统中，可得出以下结论：
a.尽管TBP中避雷器D所承受的持续运行电压大大降低，但去掉避雷器D，则不能保证A、B、C3只避雷器的自身安全，故不足取。
b.TBP虽可保护高压电动机相对地绝缘及相与相绝缘，并保证自身长期安全运行，但其制造成本高，且对高压电动机相对地绝缘保护裕度亦不大。
c.避雷器D参数重新设计后的新型TBP保留了原有TBP全部保护性能，且具备对地绝缘保护裕度大及造价成本低等优点。
参考文献
1 王川，杜世俊.带串联间隙四星形接法的MOA.电瓷避雷器，1995，(5)：38
2 刘惠军.用ZnO避雷器限制发电厂中压系统操作过电压的探讨.电力建设，1997，(12)：31
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