氧化锌过电压保护器的爆炸原因分析

氧化锌过电压保护器的爆炸原因分析

一、过电压保护器的额定电压和持续运行电压取值偏低

普通氧化锌过电压保护器（简称无间隙MOA）由于其没有间隙隔离运行电压和系统内部过电压，其实际就是一个非线性电阻元件（发热元件），长年累月地接在电网上承受着各种电压力，产生老化和热稳定问题，实际观测到由很多小电流相加累积成很大能量，超过少数几次大幅值的发热能量（过电压的冲击），无间隙MOA就站到了“第一道防线”了。尤其是承受不住间歇性弧光接地过电压和谐振过电压的能量应力，极有可能成为接地故障点甚至发生爆炸。而带串联间隙的三相组合式过电压保护器（我公司简称TBP）就成功避免了以上问题：

1、采用氧化锌非线性电阻和放电间隙相组合的结构，使两者互为保护。放电间隙使氧化锌电阻的荷电率为零，氧化锌的非线性特性又使放电间隙动作后立即熄弧，无续流、无截波，放电间隙不再承担灭弧任务，提高了产品的使用寿命。

2、电压冲击系数为1，在各种电压波形下放电值均相等，不受各种操作过电压波形的影响，过电压保护值准确，保护性能优良。

3、采用四星形接法，可将相间过电压大大降低，与常规过电压保护器相比，相间过电压降低了60～70%，保护的可靠性大为提高。

4、采用硅橡胶外套和高压电缆外引结构的TBP具有易安装、密封性强、体积小、耐震（振）动等优点。可直接安装在开关柜的手车底盘上及消弧柜或互感器室内。

5、在系统发生间歇性弧光接地过电压及铁磁谐振过电压，其能量小于2ms400A

（特殊要求时可做到2ms600～800A）方波冲击能量时，TBP可以起到保护作用。

二、过电压保护器的选型有误

有些生产单位会自己选择购买过电压保护器，特别是在氧化锌过电压保护器还不很普及的时候，以为与阀型的一样，对其的特殊性无所适从。由于保护对象的不同，TBP分为A型（保护电动机型），B型（保护发电机、变压器、开关、母线线路）和C型（保护电容器）。由于电动机的保护值（以10kV为例：电动机的保护值为17.2kV，母线保护的值是23.2kV，电容器保护的值是24.4kV）相对较低，如果用在了保护母线或电容器上，其就有可能发生爆炸；反之用B 型或C型的去保护电动机，就起不了保护作用。所以在设计及安装时，一定不能把过电压保护器的型号选错。

另外，过电压保护器的使用与海拔也密切相关，一般的组合式过电压保护器完全能满足海拔2000米以下的使用环境。但当海拔超过2000米时，订货时一定要特殊注明，这样方便我公司在生产过程中严格按照海拔的高度对过电压保护器的保护电压值进行适当调整，避免在高海拔使用过程中由于保护电压值不当而造成过电压保护器的破坏甚至爆炸事故的发生。但同行业的一些公司就忽略了这些因素，只是在字面上提到海拔，而实际生产过程中还是按照一般海拔高度的过电压保护器进行生产，人为制造了过电压保护器运行中的隐患。这也是过电压保护器事故或爆炸的原因之一。

三、过电压保护器自身通流容量不够

通流容量是由SiC过电压保护器沿用下来的概念，即2ms方波冲击耐受试验电流。过电压保护器的国标中（无论无间隙MOA，还是带串联间隙的组合式

过电压保护器）其2ms方波冲击电流不小于400A。按规程规定，系统产生的过电压的储能小于氧化锌过电压保护器的通流能力时才可用氧化锌过电压保护器限制过电压，如果系统产生的过电压通流能力大于过电压的通流容量，极易造成过电压保护器“不堪重负”而爆炸。而一些公司由于竞争或利益最大化的一些因素，不仅不能严格按照国标进行生产，还偷工减料，大大降低了2ms方波冲击电流，有些甚至连100A都达不到，这种小容量的过电压保护器为其运行中发生爆炸埋下了隐患（这是最近电力系统中过电压保护器爆炸的重要原因之一）。

我公司严格按照国家的标准进行生产，而且还率先研发了一种专门使用于过电压发生频率大、海拔高度高的大容量过电压保护器（我公司简称LKDB）,其2ms方波冲击电流不小于达到600～800A，大大提高了对保护对象的保护。

注：要满足2ms方波冲击电流不小于400A，对相应的氧化锌电阻片的直径和电位梯度都有严格要求，一般要满足此要求，氧化锌电阻片直径不小于42mm，电位梯度不小于2.0kV/cm。

四、受潮、老化、污秽的影响

受潮的原因主要与产品的生产、运输等有关，其主要原因与生产过程中没有严格对环境进行要求（正常的生产环境对温度、湿度都有严格要求，尤其是间隙，一旦温湿度达不到要求，极易发生爆炸，这也是电力系统中过电压保护器爆炸的重要原因之一）。受潮的途径有两个：一是密封不良使潮气或水分侵入，密封垫的质量和组装工艺是关键；二是产品元件受潮或装配车间不合格造成的。外部污秽可能引起过电压保护器表面电压分布不均匀,有可能使过电压保护器局部发热。这就要求过电压的相与相、相与地的距离满足系统的要求，而且使用

的绝缘材料（如过电压底盒、硅胶套、硅胶电缆等）要求比较高。我公司对生产环境要求非常严格，完全按照规定的温湿度进行控制和生产，并对主要元器件进行严格的烘烤和除湿，杜绝了间隙等元器件因受潮而引起的过电压保护器的故障或爆炸事故。但有些厂家有的是限于生产环境的因素，有的是因为管理的问题，使得主要元器件的温湿度达不到生产要求，人为因素埋下过电压保护运行中的事故甚至爆炸的祸根。