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1、阻容吸收原理 为防止系统部瞬间过电压冲击（主要为断路器、接触器开断产生的操作过电压）对重要电气 设备的损伤，通行的做法是在靠近断路器或接触器位置安装氧化锌避雷器（MOA）或阻容 吸收器进行冲击保护。比较两类产品性能上的优点，氧化锌产品的优点主要在能量吸收能力 强，可以用于防雷电等大电流冲击；阻容吸收器的优点主要在于起始工作电压低，可有效吸 收小电流冲击对设备的影响。由于传统避雷器或阻容吸收器是单极式，一端接母排一端接地，虽可以有效吸收相对地 过电压，但起不到相间过电压的保护作用。故近年来推广三相组合式过电压吸收器，将上述 两类产品做成通过中性点再接地形式，以起到相间保护作用。（见附图）10 年
2、来三相组合式过电压吸收器的推广实践显示，以非线性氧化锌电阻片元件为主的组 合式产品整体事故率较低，事故主要在于个别厂家的个别批次产品生产工艺上的失误。严格 执行相关标准的产品均能安全使用多年。相反，以薄膜电容元件为主的组合式阻容吸收器事 故率较高，原因不明的电容器损坏事故时有发生。因此自2002 年以后，主要的组合式阻容 吸收器生产厂家均在其产品电容上串联间隙或其它元件将电容器从正常系统中隔离，以防止 继续出现电容烧毁事故。对于此类问题，目前通行的解释是：由于电容器为频敏元件，对系 统高频谐波敏感性高。一旦系统谐波比较严重，就将使电容频繁处于工作状态，无法有效散 发能量，积累导致最终烧毁。这也
3、是后来普遍装设间隙或其它隔离元件的理论依据。但是，据此理论做出的组合式阻容吸收器，由于存在隔离装置，使小电流区域阻容吸收器 较氧化锌型产品的性能优势有所降低；而在大电流区域阻容吸收器较氧化锌型产品又有先天 上的不足。那么能不能做出一种既不牺牲性能又保障安全的组合式阻容吸收器？我们对此有 全新的认识。我公司长期生产氧化锌型限压产品和阻容吸收型产品，依据我们的实际经验，认为过去电容 烧毁频频的主要原因，并不能完全归罪在谐波超标，而是其它问题。只要克服这个问题，就 可以生产出一种无须隔离装置依然可以长期安全使用的组合式阻容吸收产品。使组合式阻容 吸收器真正在性能上远远优于氧化锌类产品。在讨论此之前，
4、需要先明晰氧化锌类组合式产品A、B、C、E四个模块的常规配置方式。 按照业主要生产厂家的企标和今年刚通过审批的机械部部标，通行的配置方式如下： 电压值：相模块+地模块=普通 MOA其中相模块稍高于地模块，或在相模块中装设间隙。通流值：组合式各模块均高于普通MOA也就是说，在氧化锌电阻片的配置数量上，任意相模块 +地模块=普通MOA；在氧化锌电 阻片的能量吸收能力上，组合式产品优于普通MOA。这里存在一个技术上的争议。普通MOA 端接母线，一端接地线，系统电压正常时其承受 电压为相电压。组合式产品的这种配置，表面上看是假设相模块+地模块串联后一起承受相 电压。然而事实上绝非如此简单。因为A、B、
5、C三个相模块下部连为一体，相当于电阻星 型连接。在系统电压稳定时，0点为标准的中性点，电位应为零（见附图）。我们刚才假设 的相+地串联共同承受相电压的情况并不成立。实际的情况是系统正常时，零电位点在地模 块的上端而非下端。相模块需要单独承受持续的相电压。我们知道，氧化锌电阻片两端承受 电压超过持续运行电压，使用寿命会急剧下降，数小时就将损坏。故在组合式产品出现早期， 有人据此预测其不可行，必然使用不久就事故不断。可是实践结果确是多年下来，绝大多数产品经受了时间的考验。那么是不是说上述的担心 是错误的？我们认为不是。只是由于氧化锌的一个特殊性造成理论与实际的不符合。这个特 殊性就是所有组合式产品
6、均为中压系统产品，没有在高于35kV以上的高压系统中使用过。 我们知道，国中压系统中性点一般是不直接接地的，存在单相接地故障下相电压提高为线电 压的情况。在制订以防雷限压为根本目的的避雷器通行GB11032新标准时，为保障安全， 是以避雷器能承受持续线电压升高而不损坏来设计参数的，正常电压下存在一个不小于1.7 倍的裕度。在进行组合式配置时，适当的提高相模块的电阻片数量或加装间隙给电阻片分压， 就完全可以满足电阻片数量几乎减半依然安全使用的目的。这样做既显著提高了产品使用中 的限压性能，事故率又不会高。（附带说一点，组合式产品在出现系统单相接地时，由于中 性点漂移等原因，并适当增大通流容量，是
7、能够承受短期相电压升高到线电压的。新部标规 定的组合式产品相极参数虽有一点偏低，实际生产中进行适当提高，安全性上没有大的问 题。）氧化锌型产品组合式改进事实上的成功，使一些技术上的问题被掩盖了。于是阻容吸收器 在进行组合式改进时基本上照搬了氧化锌减半的做法。现行的组合式阻容吸收器，基本上也 就是按相模块十地模块=普通阻容吸收器的模式进行配置。这种完全照搬的做法，在这里却 产生了一个电容耐压上的严重问题。阻容吸收器的耐压能力，一般参照GB311标准执行，以10kV为例，参考新老GB311标 准的不同，各厂家电容交流1min耐压标准均在3042kV左右。即使最不严格的执行311 标准，耐压30kV
8、也基本上满足安全要求了。可是在进行三相组合式配置以后，30kV的耐 压指的不是单个模块，而是相模块+地模块之和。通过对上面氧化锌型产品争议的分析不难 看出，其实上单个相模块就将承受整个相电压，实际使用中电容相模块耐压真实能力仅为国 标的一半。那么电容器有没有象氧化锌那样有较大可以挖掘的安全裕度呢？没有。因为阻容吸收器用 电容为了具有强自愈功能，采用的为金属化薄膜电容器。虽然理论上执行GB11024电力电 容器标准，耐压应有两倍左右裕度，但是金属化薄膜电容器并不包括在此标准中。事实上金 属化薄膜电容多为电机专用，生产厂家执行标准实际为GB3667。此标准对电容超压的要求 仅为1.1 倍。根据我们
9、长期对各电容生产厂家产品实测的结果，在超压1.5倍下均耐受不到 10秒钟就将出现频繁的击穿和自愈循环，根本坚持不到1min。这与MOA超压1.7倍以上 还可以长期使用形成了鲜明的对比。如果耐压能力不足，阻容吸收器这种频敏设备谐波的侵 害当然会变得很明显。但这恐怕不能仅归罪于谐波超标。因此，我们认为导致组合式阻容吸收器电容频频出事的主要原因，是盲目照搬氧化锌型产 品组合化的经验，引发电容耐压不足造成的，而不是主要在于谐波超标。加装间隙或其它隔 离元件后产品安全了也并不是消除了谐波侵害的原因，而是因为隔离元件给电容分了压，电 容两端在正常电压下的分压变小了，因此安全了。综上所述，我们设计产品思路的
10、关键是必须将各个相模块的电容耐压能力提高。我公司高 性能组合式阻容吸收器将相模块的耐压能力提高了一倍，使相模块单独就能达到GB311的 耐压要求。同时在其它元件上做少量变动进行辅助，不再加装间隙等隔离装置，可以有效保 证电容的安全运行。而放弃间隙等隔离装置，大大提高了阻容吸收器的小电流响应性能，使 阻容吸收器在性能上远远优于氧化锌型产品。特别适用于耐压能力不足的电机类设备的过电 压保护，对普通电气设备也具有远高于现行各类产品的保护特性三相组合式过电压保护器工作原理由于真空开关的灭弧能力极强，开断时会引起特殊的操作过电压，造成高压电机绝缘击穿 回路变压器故障，甚至导致开关柜自身损坏烧毁。三相组合
11、式过电压保护器（以下简称保护 器）是专用于335kV中压系统，保护系统部操作过电压（主要是真空开关强制截流过电 压，也包扩多次重燃过电压和三相开断不同步产生的过电压）对电气设备侵害的产品。其核 心工作原理是采用放电间隙给氧化锌阀片分压的方式，降低产品的操作冲击保护残压，实现 对操作过电压的保护；同时采用四星型接法（俗称三叉戟式接法），设置公共中性点，实现 对相间过电压的快速响应，有效防止三相负载出现相间绝缘击穿。由于保护器其主要工作元件是氧化锌阀片，与避雷器类似，所以有些地方也将其称为组合式避雷器。但是，事实上两者的作用是完全不同的。避雷器以防雷为主要目的；而保护器虽然也可以用于防雷，但主要是
12、与真空开关配套使用，防止操作过电压侵害的。阻容降压电路中放电电阻的功率应如何确定？将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等 因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源.整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波 动,这是因为此类电源阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合.电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电电容降压的工作原理并不复杂.他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下 产生的容抗来限制最大工作电流.例如，在50Hz的工频条件下，一个1uF的电容所产生的容抗 约为31
13、80欧姆.当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA. 虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗，应为如果电容是一个理想电容， 则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率根据这个特点，我们如果在一个1uF 的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决 于这个阻性元件的特性例如，我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到2 20V/50HZ的交流电压上，灯泡被点亮，发出正常的亮度而不会被烧毁因为110V/8W的灯泡 所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合.同理
14、，我们也可以 将 5W/65V 的灯泡与 1uF 电容串联接到 220V/50Hz 的交流电上,灯泡同样会被点亮, 而不会 被烧毁因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA 因此，电容降压实际上是利用容抗限流. 而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色.采用电容降压时应注意以下几点:1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率.2限流电容必须采用无极性电容，绝对不能采用电解电容而且电容的耐压须在400V以上. 最理想的电容为铁壳油浸电容.3 电容降压不能用于大功率条件,因为不安全.4 电容降压不适合动态负载条件.5 同样,电容
15、降压不适合容性和感性负载.6 当需要直流工作时,尽量采用半波整流.不建议采用桥式整流.而且要满足恒定负载的条件.电路一,图纸 ./slwjlslwjl/c8bf/e50e.jpg/#doc-body这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。它的输出电压通常可在几伏到三 几十伏，取决于所使用的齐纳稳压管。所能提供的电流大小正比于限流电容容量。采用半波 整流时，每微法电容可得到电流（平均值）为：（国际标准单位）l（AV）=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C=30000*0.000001=0.03A=30mA如果采用
16、全波整流可得到双倍的电流（平均值）为：l（AV）=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C=60000*0.000001=0.06A=60mA一般地，此类电路全波整流虽电流稍大，但是因为浮地，稳定性和安全性要比半波整流型更 差，所以用的更少。使用这种电路时，需要注意以下事项：1、未和 220V 交流高压隔离，请注意安全，严防触电！2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V）,并加串防浪涌冲击兼保险电阻 和并放电电阻。3 、注意齐纳管功耗，严禁齐纳管断开运行。电路二,图纸 ./slwjlslwjl/c8bf/e50e.jpg/#doc-body最简单的电容降压直流供电电路及其等效电路如图1， C1 为降压电容，一般为0.333.3uF。假设C1=2uF
