一種復合式電網電壓抑制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抑制電網電壓波動的組合裝置，尤其是針對400V到35kV供電網絡各種過電壓的復合式抑制裝置。
【背景技術】
[0002]目前，公知的針對電網電壓的保護抑制裝置主要包括無間隙金屬氧化物避雷器、串聯間隙組合式過電壓保護器、無間隙組合式過電壓保護器、分級保護的組合式過電壓保護器。
[0003]無間隙金屬氧化物避雷器七十年代開始在供電系統大量采用，至今仍然是供電系統最常采用的過電壓防范設備之一，基本原理是分別在供電網絡的A相、B相、C相與大地之間串接一個氧化鋅非線性電阻，利用氧化鋅非線性電阻的非線性伏安特性對該相產生的相對地之間的過電壓進行限制。這種無間隙金屬氧化物避雷器的設計思路是為了防范供電網絡遭受雷擊時產生的單相對地過電壓，眾所周知，供電網絡的供電安全不僅僅是相對地的安全性，也包括供電網絡及其用電設備相與相之間的安全性，特別是九十年代以后，供電網絡的斷路器主要采用真空斷路器，真空斷路器分斷速度快、滅弧能力強，在開斷電感負荷時有可能不是在電流經過工頻零點時媳弧，而是在電流瞬時值尚為i時，被迫在極短的時間內下降到零，從而產生截流過電壓和三相同時截流過電壓，另外開斷后還會產生高頻振蕩，使斷路器發生多次重燃過電壓。無論是截流過電壓、三相同時截流過電壓還是重燃過電壓，主要表現為相間過電壓，那么，無間隙金屬氧化物避雷器對這種內部過電壓就無法起到保護作用。
[0004]在此背景下，九十年代中期，國內供電系統開始采用組合式過電壓保護器。組合式過電壓保護器包括串聯間隙組合式過電壓保護器、無間隙組合式過電壓保護器、分級保護的組合式過電壓保護器。
[0005]專利號ZL932035027三相組合式過電壓保護器公開了一種串聯間隙的組合式過電壓保護器，由四條保護支路構成，四條保護支路的一端電連接形成中性點，自中性點成射狀連接四條保護支路，每條保護支路由放電間隙和氧化鋅非線性電阻串聯連接。四條保護支路的另一端點分別連接被保護設備的A相線、B相線、C相線以及地線G。采用本發明可使得相間過電壓保護值與每相對地的過電壓保護值相等，解決了避雷器解決不了的相間過電壓倍數過高的問題。
[0006]專利號ZL98249448.3三相過電壓保護器又公開了一種組合式過電壓保護器。它由四條保護支路和殼體構成。四條保護支路的一端連接在一起，形成中性點，另一端分別與被保護設備的A相線，B相線，C相線和地線G相連接。與A、B、C相線連接的保護支路分別由氧化鋅非線性電組和放電間隙串聯組成，與地線G相連接的保護支路由氧化鋅非線性電阻組成。
[0007]專利號ZL201320496346.6有間隙高能過電壓吸收裝置公開了一種有間隙高能過電壓吸收裝置，涉及避雷裝置技術領域，其特征在于:包括A、B、C、D四個單元，所述的四個單元都是由一個氧化鋅非線性電阻與一個間隙體進行串聯，四個單元在間隙體的外側進行電連接，所述的A、B、C三個單元在氧化鋅非線性電阻的外側與三相電連接，所述的D單元在氧化鋅電阻的外側接地連接。
[0008]無間隙組合式過電壓保護器由四條保護支路構成，四條保護支路的一端電連接形成中性點，自中性點成射狀連接四條保護支路，每條保護支路由氧化鋅非線性電阻組成。四條保護支路的另一端點分別連接被保護設備的A相線、B相線、C相線以及地線G。解決了串聯放電間隙帶來的分散度過大的問題，
[0009]專利號ZL022385282 —種組合式過電壓保護裝置公開了一種分級保護的組合式過電壓保護裝置，包括A、B、C、D四個保護單元，四個保護單元一端連接在一起，形成懸浮電位M，保護單元A、B、C的另一端與被保護設備的三相電源進線端電連接，保護單元D的另一端與接地線電連接。其特征是:保護單元A、B、C結構相同，由分壓電阻FR2和一對放電電極FD并聯組成組合間隙SG，組合間隙SG與氧化鋅電阻FRl串聯。保護單元D僅由氧化鋅電阻FRl組成。有益效果是，可以解決無間隙過電壓保護器在保護弱絕緣設備時荷電率無法滿足要求的問題；避免串聯放電間隙所帶來的不利影響，使氧化鋅電阻的非線性特性得到充分發揮。
[0010]目前，所有已知的應用于供電網絡的過電壓保護裝置，都是采用高壓氧化鋅非線性電阻實現對電網電壓的抑制與保護，高壓氧化鋅非線性電阻對于抑制過電壓的峰值和限制過電壓波頭陡度具有較好的承受能力，問題在于，高壓氧化鋅電阻對于過電壓產生的能量突變承受能力較小，結果就會導致過電壓保護裝置能量超出設計承受能量而擊穿損壞，甚至爆炸，這種故障近年來發生幾率很高，無法滿足電網日益擴大導致的過電壓幾率升高和社會對供電質量要求不斷提高的需求。
[0011]供電網絡發生過電壓的原因多種多樣，由于發生過電壓的原因不同，產生的過電壓持續時間不同、峰值不同、波頭陡度不同，所以，能量也不一樣，而已知的過電壓保護裝置是在避雷器的基礎上發展而來的，設計目的都是為了針對瞬時性過電壓，主要通過限制過電壓的峰值實現對電氣設備的保護，但是，由于過電壓持續時間的不確定性，過電壓產生的能量是不一樣的，當過電壓的能量超出過電壓保護裝置的設計承受能量時，就會導致保護裝置的擊穿，進而形成大電流，這樣在保護裝置的內部就會形成熱積累，熱積累達到一定程度就會造成保護裝置的熱崩潰，也就是通常所說的爆炸。已知的保護裝置不論是避雷器還是組合式過電壓保護器，都是針對系統的脈沖過電壓，如雷電侵入波過電壓、操作過電壓，這種保護原理能夠限制過電壓的峰值，無間隙避雷器和組合式保護器也能夠緩和過電壓波頭的陡度，但是，承受過電壓的能量很小，一旦能量超出保護裝置的設計承受能力，就會擊穿爆炸。
【發明內容】
[0012]為了解決現有過電壓保護裝置保護功能簡單、對過電壓的能量承受能力不足的缺點，本發明提供一種復合式電網電壓抑制裝置，該裝置不僅能夠實現對電網過電壓保護的全面性，實現對電網電壓突變峰值的抑制，而且大大提高保護裝置的能量承受能力，將高壓氧化鋅非線性電阻承受電壓峰值和電壓波頭陡度沖擊的能力與高能氧化鋅非線性電阻吸收過電壓能量的能力和諧統一，大大提高供電網絡過電壓保護的安全可靠性。
[0013]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:設置保護單元(I)和保護單元(2)，保護單元(I)采用高壓氧化鋅非線性電阻，保護單元(2)采用高能氧化鋅非線性電阻，保護單元(I)與保護單元(2)并聯安裝。保護單元(I)的直流ImA電壓參考值低于保護單元
(2)的直流ImA電壓參考值，保護單元(I)的殘壓比高于保護單元(2)的殘壓比，保護單元(I)的非線性伏安特性曲線與保護單元(2)的非線性伏安特性曲線在某一定值I。處形成交叉。利用高壓氧化鋅非線性電阻的抗沖擊能力和高能氧化鋅非線性電阻的高儲能性實現一種復合式的過電壓抑制裝置。
[0014]本發明的特征就是設置不同的保護單元，其中保護單元(I)針對系統的過電壓峰值和過電壓波頭的陡度，保護單元(2)針對過電壓的能量，兩個保護單元可以組合成一個保護裝置，也可以分別構成不同的保護裝置，安裝在供電網絡的不同位置，使供電網絡形成一個保護體系。
[0015]本發明所采用技術方案的工作原理是，第一階段，當過電壓的峰值低于保護單元(I)的直流ImA電壓參考值1^時，保護單元⑴和保護單元⑵都處于高阻狀態；第二階段，當過電壓的峰值高于保護單元⑴的直流ImA電壓參考值U11JS低于保護單元⑵的直流ImA電壓參考值U' ^時，保護單元(I)動作導通，保護單元(2)仍處于高阻狀態；保護單元(I)限制過電壓的峰值，緩和過電壓波頭的陡度，承受瞬時性過電壓的能量，將過電壓峰值限制在用電設備絕緣承受能力范圍以內；第三階段，隨著過電壓峰值的升高，當過電壓峰值高于U' 1ηιΑ但低于U1。時，保護單元(2)導通，此時，保護單元(I)與保護單元(2)都處于導通狀態，保護單元(I)中通過的電流大于保護單元(2)中通過的電流；第四階段，當過電壓峰值升高到U