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[摘要]采用过电压保护器防护配电线路的雷电过电压，其作用大致有以下两个方面：一是保护直击雷，通过吸收雷电放电能量来达到保护的目的；二是安装避雷器后能够限制配电线路的感应过电压。目前市场上过电压保护器的型号繁多，制造工艺相去甚远，如选择和操作维护不当将导致过电压保护器的故障，对电力系统的安全和稳定运行造成影响，因此探析过电压保护器的事故原因及预防措施，具有十分重要的现实意义。
关键词：过电压保护器；事故；防范措施；工作原理
中图分类号：TM862
实践证明，安装过电压保护器确实可以起到防止线路雷击跳闸或雷击断线等事故，大大提高供电可靠性，但过电压保护器在运行过程中会受到内外部因素的影响而发生事故，因此本文将就过电压保护器事故产生的原因进行探讨，并提出避免发生事故的预防措施。
1. 过电压保护器的工作原理和分类
过电压保护器，是限制雷电反击、雷电感应、侵入波和操作过电压而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流（沿线路传送的电流、电压或功率的暂态波，特性是先快速上升后缓慢下降）的器件。过电压保护器可以像电力海绵一样，吸收危险的额外电压，防止大多数危险的额外电压进入敏感设备。
过电压保护器大致可分为以下三类：（1）电压开关型过电压保护器。电压开关型过电压保护器一般由气体放电管、放电间隙、瞬态二极管等组成，其特点是在没有过电压的情况下电阻极高，一旦过电压达到它的击穿值，那么电阻就变得极低；（2）电压限制型过电压保护器。电压限制型过电压保护器一般由半导体放电管、氧化锌压敏电阻、稳态二极管和开关二极管等组成，常态时阻抗较高，随着过高电压的增加，阻抗将不断降低，过电压将限制在规定的水平；（3）组合型过电压保护器。组合型过电压保护器由集合在组件中的各种器件组成，以便完成更加复杂的保护功能。
2. 过电压保护器事故的分析及预防措施
2.1 过电压保护器爆炸事故的分析及预防措施
以“三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器”为例，在使用过程中突然发生爆炸，由于保护动作及时而没有造成其他事故。事后对引发爆炸的原因进行分析，判断为过电压保护器因间隙受潮而存在放电现象，导致氧化锌阀片老化，当真空断路器合闸时发生操作过电压而引發过电压保护器爆炸。
三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器虽然能够对暂态过电压进行有效防护，消除锌阀片的荷电率，但是其自身存在如下固有缺陷而容易引发爆炸事故：（1）间隙密封问题。因工艺原因，三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器间隙不可能做到在真空下密封，可能造成漏气而使得水分或潮气进入。即使利用密封胶将间隙周围完全封死，由于间隙间存在空气，长时间放电膨胀也会产生受潮现象，从而引发氧化锌阀片的泄露；（2）由于存在间隙密封不严的问题，过电压保护器在间隙受潮后做工频放电试验虽然合格，但氧化锌阀片早已老化，当发生过电压时就会引发爆炸，给电力系统的安全运行埋下隐患；（3）采用四星型接线结构时，需要人为设置一个中性点，会使阀片单元的运行工况发生变化，引发绝缘配合困难；（4）为了相间阀片单元的可靠运行，需要兼顾相-地过电压的保护水平，阀片额定电压需要相间提高，地相降低。
针对引发三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器爆炸的原因，可以采取如下的预防措施：（1）将原有串联间隙过电压保护器全部更换为无间隙氧化锌过电压保护器，杜绝阀片受潮，尤其对高压电机类弱绝缘设备的相间、相地及匝间的绝缘能够起到良好的保护作用。相较于三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器，无间隙氧化锌过电压保护器具有如下优点：陡波响应特性好，对保护设备无不良影响；无放电延时，响应速度为纳秒量级；动作稳定，没有间隙的固有缺陷，不存在间隙放电时环境影响问题；结构简单，容易实现在线监测及预防性试验，运行可靠性较高。（2）增强诊断手段，在投运后加强监测，及时检出三相组合式过电压保护器的缺陷。电力企业要按照D13T 596-1996《电力设备预防性试验规程》的试验周期和项目，定期进行预防性试验，确保三相组合式过电压保护器的完好性。除对三相组合式过电压保护器进行常规的相-地绝缘电阻和工频放电试验外，每年还要增加相间绝缘电阻和直流泄漏电流测试项目，及早发现三相组合式过电压保护器受潮和内部结构不紧固产生的位移问题，并逐步推行带电监测全电流和阻性电流，用专业的测试仪进行不定期的检测。
2.2 过电压保护器引发35kV开关柜元件爆裂事故的分析及预防措施
35kV开关柜采用的是带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器，在值班人员交接班巡视设备时没有发现异常情况，但是之后1小时突然发生过电压器爆炸，引发35kV主供电源跳闸，经检查发现带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器的阀片没有通流痕迹，绝缘筒壁崩裂，阀片侧面有明显的闪络痕迹，内部有严重闪络。分析原因，由于采用的是带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器，保护器内部因如下原因而受潮：装配前干燥不彻底导致阀片受潮；上、下两级组装时密封不严，导致潮气侵入；上、下电极螺丝型压盖和绝缘筒的膨胀系数不同，在自然条件上导致潮气侵入；上电极外引电缆在自然条件下随风摆动，上电极受力造成密封不严而致使潮气侵入。
从上述事故分析可以看出，导致此次事故的主要原因是过电压保护器的故障，据此可以采取如下的预防措施：（1）采用“自脱离、大容量、免维护”过电压保护装置。采用“自脱离、大容量、免维护”过电压保护装置，能够解决普通过电压保护器的不足，当过电压保护功能因故发生热崩溃而形成内部相间短路故障时，过电压保护装置自带的脱离装置能够在短路电流的作用下迅速动作，脱离该短路点，实现故障线路相间短路故障点的可靠切除，从而确保系统的安全稳定运行；（2）加强设备的维护和管理。电力企业要将过电压保护器列入设备的检修和维护计划之中，定期对过电压保护器进行检查以便了解其运行状态，一旦发现潜在故障要及时进行处理，防止爆炸事故的发生。
3. 小结
作为限制雷电过电压和各种真空开关引起的操作过电压的重要设备，过电压保护器在对相地之间的过电压提供保护的同时，又对相间过电压提供保护。过电压保护器在保护微电子设备免遭过电压侵害方面发挥了巨大的作用，但任何事情都有两面性，由于市场上对过电压保护器需求的日益增加，市场上的过电压保护器型号和种类复杂多样，产品质量参差不齐，这就要求我们的电力企业必须结合自身的实际需求，选择质量好的过电压变换器，尽量避免因过电压保护器发生故障而引发的电力事故，提高供电的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]付罗柯，张学林，程斌.组合式过电压保护器实际运用[J].科技资讯，2010（22）.
[2]杜耀明.FGB复合式过电压保护器爆炸原因分析[J].电力安全技术2009，11（3）.
[3]王国伟，刘学武.10kV三相组合式过电压保护器爆炸原因分析及改造措施[J].机电信息，2012（33）.
[4]段建东，程本国，张玉凤，石壮志.一起过电压保护器损坏的原因分析[J].中国科技纵横，2012（21）.
[5]安丽芳.浅析组合式过电压保护器的应用[J].甘肃水利水电技术，2003，39（2）.
关键词：过电压保护器；事故；防范措施；工作原理
中图分类号：TM862
实践证明，安装过电压保护器确实可以起到防止线路雷击跳闸或雷击断线等事故，大大提高供电可靠性，但过电压保护器在运行过程中会受到内外部因素的影响而发生事故，因此本文将就过电压保护器事故产生的原因进行探讨，并提出避免发生事故的预防措施。
1. 过电压保护器的工作原理和分类
过电压保护器，是限制雷电反击、雷电感应、侵入波和操作过电压而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流（沿线路传送的电流、电压或功率的暂态波，特性是先快速上升后缓慢下降）的器件。过电压保护器可以像电力海绵一样，吸收危险的额外电压，防止大多数危险的额外电压进入敏感设备。
过电压保护器大致可分为以下三类：（1）电压开关型过电压保护器。电压开关型过电压保护器一般由气体放电管、放电间隙、瞬态二极管等组成，其特点是在没有过电压的情况下电阻极高，一旦过电压达到它的击穿值，那么电阻就变得极低；（2）电压限制型过电压保护器。电压限制型过电压保护器一般由半导体放电管、氧化锌压敏电阻、稳态二极管和开关二极管等组成，常态时阻抗较高，随着过高电压的增加，阻抗将不断降低，过电压将限制在规定的水平；（3）组合型过电压保护器。组合型过电压保护器由集合在组件中的各种器件组成，以便完成更加复杂的保护功能。
2. 过电压保护器事故的分析及预防措施
2.1 过电压保护器爆炸事故的分析及预防措施
以“三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器”为例，在使用过程中突然发生爆炸，由于保护动作及时而没有造成其他事故。事后对引发爆炸的原因进行分析，判断为过电压保护器因间隙受潮而存在放电现象，导致氧化锌阀片老化，当真空断路器合闸时发生操作过电压而引發过电压保护器爆炸。
三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器虽然能够对暂态过电压进行有效防护，消除锌阀片的荷电率，但是其自身存在如下固有缺陷而容易引发爆炸事故：（1）间隙密封问题。因工艺原因，三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器间隙不可能做到在真空下密封，可能造成漏气而使得水分或潮气进入。即使利用密封胶将间隙周围完全封死，由于间隙间存在空气，长时间放电膨胀也会产生受潮现象，从而引发氧化锌阀片的泄露；（2）由于存在间隙密封不严的问题，过电压保护器在间隙受潮后做工频放电试验虽然合格，但氧化锌阀片早已老化，当发生过电压时就会引发爆炸，给电力系统的安全运行埋下隐患；（3）采用四星型接线结构时，需要人为设置一个中性点，会使阀片单元的运行工况发生变化，引发绝缘配合困难；（4）为了相间阀片单元的可靠运行，需要兼顾相-地过电压的保护水平，阀片额定电压需要相间提高，地相降低。
针对引发三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器爆炸的原因，可以采取如下的预防措施：（1）将原有串联间隙过电压保护器全部更换为无间隙氧化锌过电压保护器，杜绝阀片受潮，尤其对高压电机类弱绝缘设备的相间、相地及匝间的绝缘能够起到良好的保护作用。相较于三相组合式有串联间隙氧化锌过电压保护器，无间隙氧化锌过电压保护器具有如下优点：陡波响应特性好，对保护设备无不良影响；无放电延时，响应速度为纳秒量级；动作稳定，没有间隙的固有缺陷，不存在间隙放电时环境影响问题；结构简单，容易实现在线监测及预防性试验，运行可靠性较高。（2）增强诊断手段，在投运后加强监测，及时检出三相组合式过电压保护器的缺陷。电力企业要按照D13T 596-1996《电力设备预防性试验规程》的试验周期和项目，定期进行预防性试验，确保三相组合式过电压保护器的完好性。除对三相组合式过电压保护器进行常规的相-地绝缘电阻和工频放电试验外，每年还要增加相间绝缘电阻和直流泄漏电流测试项目，及早发现三相组合式过电压保护器受潮和内部结构不紧固产生的位移问题，并逐步推行带电监测全电流和阻性电流，用专业的测试仪进行不定期的检测。
2.2 过电压保护器引发35kV开关柜元件爆裂事故的分析及预防措施
35kV开关柜采用的是带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器，在值班人员交接班巡视设备时没有发现异常情况，但是之后1小时突然发生过电压器爆炸，引发35kV主供电源跳闸，经检查发现带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器的阀片没有通流痕迹，绝缘筒壁崩裂，阀片侧面有明显的闪络痕迹，内部有严重闪络。分析原因，由于采用的是带串联间隙四星型接法的组合式氧化锌过电压保护器，保护器内部因如下原因而受潮：装配前干燥不彻底导致阀片受潮；上、下两级组装时密封不严，导致潮气侵入；上、下电极螺丝型压盖和绝缘筒的膨胀系数不同，在自然条件上导致潮气侵入；上电极外引电缆在自然条件下随风摆动，上电极受力造成密封不严而致使潮气侵入。
从上述事故分析可以看出，导致此次事故的主要原因是过电压保护器的故障，据此可以采取如下的预防措施：（1）采用“自脱离、大容量、免维护”过电压保护装置。采用“自脱离、大容量、免维护”过电压保护装置，能够解决普通过电压保护器的不足，当过电压保护功能因故发生热崩溃而形成内部相间短路故障时，过电压保护装置自带的脱离装置能够在短路电流的作用下迅速动作，脱离该短路点，实现故障线路相间短路故障点的可靠切除，从而确保系统的安全稳定运行；（2）加强设备的维护和管理。电力企业要将过电压保护器列入设备的检修和维护计划之中，定期对过电压保护器进行检查以便了解其运行状态，一旦发现潜在故障要及时进行处理，防止爆炸事故的发生。
3. 小结
作为限制雷电过电压和各种真空开关引起的操作过电压的重要设备，过电压保护器在对相地之间的过电压提供保护的同时，又对相间过电压提供保护。过电压保护器在保护微电子设备免遭过电压侵害方面发挥了巨大的作用，但任何事情都有两面性，由于市场上对过电压保护器需求的日益增加，市场上的过电压保护器型号和种类复杂多样，产品质量参差不齐，这就要求我们的电力企业必须结合自身的实际需求，选择质量好的过电压变换器，尽量避免因过电压保护器发生故障而引发的电力事故，提高供电的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]付罗柯，张学林，程斌.组合式过电压保护器实际运用[J].科技资讯，2010（22）.
[2]杜耀明.FGB复合式过电压保护器爆炸原因分析[J].电力安全技术2009，11（3）.
[3]王国伟，刘学武.10kV三相组合式过电压保护器爆炸原因分析及改造措施[J].机电信息，2012（33）.
[4]段建东，程本国，张玉凤，石壮志.一起过电压保护器损坏的原因分析[J].中国科技纵横，2012（21）.
[5]安丽芳.浅析组合式过电压保护器的应用[J].甘肃水利水电技术，2003，39（2）.