擊穿保護器是指防止擊穿短路造成更大損失的電路保護器。在電力系統中，擊穿保險器主要用於戶內外電壓互感器的二次側（低壓側）過電壓保護，以防止高電壓串入二次，迴路造成二次迴路電壓升高對二次設備及人身造成傷害；或作為其它用電設備的過電壓保護。通過擊穿保險接地，可以有效防止這種情況的發生（數百伏電壓可擊穿），正常工作時，擊穿保險又保證與大地的絕緣。
基本介紹
- 中文名：擊穿保護器
- 外文名：Breakdown protector
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 作用：防止擊穿短路造成更大損失
簡介,常用的擊穿保護器,擊穿保護器的檢測方法,套用前景,
簡介
在電力系統中，擊穿保險器主要用於戶內外電壓互感器的二次側（低壓側）過電壓保護，以防止高電壓串入二次，迴路造成二次迴路電壓升高對二次設備及人身造成傷害；或作為其它用電設備的過電壓保護。通過擊穿保險接地，可以有效防止這種情況的發生（數百伏電壓可擊穿），正常工作時，擊穿保險又保證與大地的絕緣。一般來說，電壓互感器是比較容易”出事”的設備，當電壓互感器被擊穿後，高壓就會通過電壓互感器傳到二次側，有了擊穿保險，在過電壓作用下，擊穿保險被擊穿形成接地短路，保證了二次設備免受過電壓的侵害。220kV變電站公用電壓互感器普遍採用控制室一點接地，室外電壓互感器端子箱二次繞組中性點經氧化鋅閥片接地，且氧化鋅閥片並無專用監測手段監測，一旦擊穿將形成電壓互感器二次迴路兩點接地，將早成保護裝置誤動或拒動，嚴重影響電網安全穩定運行。
常用的擊穿保護器
電網220kV及110kV變電站戶內外電壓互感器普遍使用JBO型擊穿保險器，該擊穿保護器技術數據如下：
額定電壓（v）： 220 /380/500
放電電壓（v）： 351-500/501-800/801-1000
PT爆炸最直接的原因是互感器絕緣被擊穿，再就是線路有諧振，發生過電壓雷過電壓。空載時除了諧振過電壓，如果加上開口三角短路（N600與L631），絕緣等級不高的話，會出現PT爆炸的情況，因為開口三角是不設熔斷器的或開關的，所以在PT二次中性線N600迴路上要裝設JBO型擊穿保險器。
擊穿保護器的檢測方法
《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》（國家電網生[2012]52號）、《國網湖北省電力公司2014年重點反事故措施編制說明》中明確規定：“公用電壓互感器的二次迴路只允許在控制室內有一點接地，為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有肯能熔斷的開關或熔斷器等。已在控制室一點接地的電壓互感器二次線圈，宜在開關場將二次線圈中性點經放電間隙或氧化鋅閥片接地。應定期檢查放電間隙或氧化鋅閥片，防止造成電壓二次迴路多點接地的現象。”調查發現擊穿保險器在電力系統中大量使用且屬於易損件並且有損壞後不易發現的問題，因此急缺一種能夠及時發現擊穿保險器故障並能夠檢測分析擊穿保險器狀態的裝置。
1.擊穿保護器傳統檢測方法
JBO型擊穿保險的試驗方法主要是進行絕緣試驗和動作電壓試驗。但實驗後就造成擊穿保險的損壞，一般是抽樣試驗，使用現場不用試驗。
保護器的壽命評估只能單靠肉眼目測，效率低，不準確，無量化，無預警，無更換提示。常用方法包括用萬用表歐姆檔測量擊穿保護器有無擊穿，用搖表測量擊穿保護器絕緣情況，通過抽樣檢驗，人為判斷擊穿保護器是否合格。
2.擊穿保護器檢測新方法
擊穿保護器耐壓特性壽命預測的新方法是利用程控高壓發生器、多波型發生器及配套的編程軟體實現。
該檢測的關鍵是：利用擊穿保護器外加程控測試電壓時，其漏電流曲線受其介質絕緣特性影響的原理，其上升的斜率、趨勢、特徵均能直接反映出擊穿保護器的可靠性預計及缺陷，特別是包絡線形狀，再和歷史曲線比較，從而實現擊穿保護器耐壓特性壽命的預測。另外多波形發生器施加於保護器兩端，通過對正弦波、方波、三角波的不同回響，發現保護器的早期缺陷，實現預警。
測試系統CPU控制程控高壓發生器、多波型發生器和數據採集處理、顯示、存儲及輸出，並實時監測保護器測試狀態，而經升壓設備產生測量高壓施加於待測保護器兩端模擬實際運行工況。
（1）充電電流檢測
主要用來判斷被測件連線可靠。被測件一般呈容性，DC模式在電壓上升時間（即測試開始時）分步電容會有一個充電過程，此時的電流遠遠大於設定的被測電流。充電電流在充滿時會很快變小，判斷有無充電電流就可以判斷被測件是否連線可靠。使用此功能時要設定測試等待時間大於充電時間以免誤判。
（2）電流超限與電弧偵測（ARC）功能
電流超限分類：電流下限、電流上限、電流量程超限、電弧偵測。
電流下限判斷（LOW）：一般做為測試低端斷開判斷使用。當儀器測試設備時，設備肯定會有一定的漏電流，當儀器測試的漏電流小於下限設定電流值時認為測試失敗（沒有連線設備），如果被測元件本身漏電流很小則關閉此功能。超限時判斷顯示（LOW FAIL）。
電流上限判斷（HIGH）：最常用的測試電流超限判斷。當儀器測試設備時，設備肯定會有一定的漏電流，當儀器測試的漏電流大於上線設定電流值時，認為設備耐壓不夠測試失敗。超限時判斷顯示（HI FAIL）。
電流量程超限：電流採樣判斷較慢，絕緣崩潰時電流變化較採樣電路無法及時作出反映，而電流峰值已經超過可上限電流所在的電流量程的測試範圍，則會觸發此類超限判斷。超限時判斷顯示（RANG FAIL）。
真實電流上限判斷（REAL）：一般情況被測設備是容性的，而測試電壓為交流時電容本身會流過一定電流，當電路的容性值的允許範圍很大，容性電流大小又和測試結果容性電流無關。超限時判斷顯示（REAL FAIL）。
電弧偵測（ARC）：是面向元件測量的一個很實用的功能，它測試的是高壓測試迴路中局部電路瞬間打火引起的電流突變。由於疊加在正常的測試電流上，突變時間較短，以上的普通電流檢測電路無法回響電流變化作出合適的判斷。電弧偵測電路濾除了正常電流值，只處理高速的電流脈衝變化。由於低通濾波和電弧的大小本身帶有隨機性，此功能只能大概估計局部打火的程度。超限時判斷顯示（ARC FAIL）。
套用前景
自電網首次將擊穿保護器測試新方法套用到變電站以來，測試方法有效、準確、無損的預計擊穿保護器耐壓特性壽命，簡單可靠，智慧型化程度高，可擴展性強，起到防止因擊穿保護器早期失效帶來的重大電力事故的作用，也為該類器材的更換、維護提供了可量化的科學數據，降低了一線人員的工作強度，提高了系統安全性。
