[发明专利]一种复合式电网电压抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制电网电压波动的组合装置，尤其是针对400V到35kV供电网络各种过电压的复合式抑制装置。

背景技术

目前，公知的针对电网电压的保护抑制装置主要包括无间隙金属氧化物避雷器、串联间隙组合式过电压保护器、无间隙组合式过电压保护器、分级保护的组合式过电压保护器。

无间隙金属氧化物避雷器七十年代开始在供电系统大量采用，至今仍然是供电系统最常采用的过电压防范设备之一，基本原理是分别在供电网络的A相、B相、C相与大地之间串接一个氧化锌非线性电阻，利用氧化锌非线性电阻的非线性伏安特性对该相产生的相对地之间的过电压进行限制。这种无间隙金属氧化物避雷器的设计思路是为了防范供电网络遭受雷击时产生的单相对地过电压，众所周知，供电网络的供电安全不仅仅是相对地的安全性，也包括供电网络及其用电设备相与相之间的安全性，特别是九十年代以后，供电网络的断路器主要采用真空断路器，真空断路器分断速度快、灭弧能力强，在开断电感负荷时有可能不是在电流经过工频零点时熄弧，而是在电流瞬时值尚为i时，被迫在极短的时间内下降到零，从而产生截流过电压和三相同时截流过电压，另外开断后还会产生高频振荡，使断路器发生多次重燃过电压。无论是截流过电压、三相同时截流过电压还是重燃过电压，主要表现为相间过电压，那么，无间隙金属氧化物避雷器对这种内部过电压就无法起到保护作用。

在此背景下，九十年代中期，国内供电系统开始采用组合式过电压保护器。组合式过电压保护器包括串联间隙组合式过电压保护器、无间隙组合式过电压保护器、分级保护的组合式过电压保护器。

专利号ZL932035027三相组合式过电压保护器公开了一种串联间隙的组合式过电压保护器，由四条保护支路构成，四条保护支路的一端电连接形成中性点，自中性点成射状连接四条保护支路，每条保护支路由放电间隙和氧化锌非线性电阻串联连接。四条保护支路的另一端点分别连接被保护设备的A相线、B相线、C相线以及地线G。采用本发明可使得相间过电压保护值与每相对地的过电压保护值相等，解决了避雷器解决不了的相间过电压倍数过高的问题。

专利号ZL98249448.3三相过电压保护器又公开了一种组合式过电压保护器。它由四条保护支路和壳体构成。四条保护支路的一端连接在一起，形成中性点，另一端分别与被保护设备的A相线，B相线，C相线和地线G相连接。与A、B、C相线连接的保护支路分别由氧化锌非线性电组和放电间隙串联组成，与地线G相连接的保护支路由氧化锌非线性电阻组成。

专利号ZL201320496346.6有间隙高能过电压吸收装置公开了一种有间隙高能过电压吸收装置，涉及避雷装置技术领域，其特征在于：包括A、B、C、D四个单元，所述的四个单元都是由一个氧化锌非线性电阻与一个间隙体进行串联，四个单元在间隙体的外侧进行电连接，所述的A、B、C三个单元在氧化锌非线性电阻的外侧与三相电连接，所述的D单元在氧化锌电阻的外侧接地连接。

无间隙组合式过电压保护器由四条保护支路构成，四条保护支路的一端电连接形成中性点，自中性点成射状连接四条保护支路，每条保护支路由氧化锌非线性电阻组成。四条保护支路的另一端点分别连接被保护设备的A相线、B相线、C相线以及地线G。解决了串联放电间隙带来的分散度过大的问题，

专利号ZL022385282一种组合式过电压保护装置公开了一种分级保护的组合式过电压保护装置，包括A、B、C、D四个保护单元，四个保护单元一端连接在一起，形成悬浮电位M，保护单元A、B、C的另一端与被保护设备的三相电源进线端电连接，保护单元D的另一端与接地线电连接。其特征是：保护单元A、B、C结构相同，由分压电阻FR2和一对放电电极FD并联组成组合间隙SG，组合间隙SG与氧化锌电阻FR1串联。保护单元D仅由氧化锌电阻FR1组成。有益效果是，可以解决无间隙过电压保护器在保护弱绝缘设备时荷电率无法满足要求的问题；避免串联放电间隙所带来的不利影响，使氧化锌电阻的非线性特性得到充分发挥。

目前，所有已知的应用于供电网络的过电压保护装置，都是采用高压氧化锌非线性电阻实现对电网电压的抑制与保护，高压氧化锌非线性电阻对于抑制过电压的峰值和限制过电压波头陡度具有较好的承受能力，问题在于，高压氧化锌电阻对于过电压产生的能量突变承受能力较小，结果就会导致过电压保护装置能量超出设计承受能量而击穿损坏，甚至爆炸，这种故障近年来发生几率很高，无法满足电网日益扩大导致的过电压几率升高和社会对供电质量要求不断提高的需求。