[科普中国]-击穿保护器-

击穿保护器是指防止击穿短路造成更大损失的电路保护器。在电力系统中，击穿保险器主要用于户内外电压互感器的二次侧（低压侧）过电压保护，以防止高电压串入二次，回路造成二次回路电压升高对二次设备及人身造成伤害；或作为其它用电设备的过电压保护。通过击穿保险接地，可以有效防止这种情况的发生（数百伏电压可击穿），正常工作时，击穿保险又保证与大地的绝缘。

简介在电力系统中，击穿保险器主要用于户内外电压互感器的二次侧（低压侧）过电压保护，以防止高电压串入二次，回路造成二次回路电压升高对二次设备及人身造成伤害；或作为其它用电设备的过电压保护。通过击穿保险接地，可以有效防止这种情况的发生（数百伏电压可击穿），正常工作时，击穿保险又保证与大地的绝缘。一般来说，电压互感器是比较容易”出事”的设备，当电压互感器被击穿后，高压就会通过电压互感器传到二次侧，有了击穿保险，在过电压作用下，击穿保险被击穿形成接地短路，保证了二次设备免受过电压的侵害。220kV变电站公用电压互感器普遍采用控制室一点接地，室外电压互感器端子箱二次绕组中性点经氧化锌阀片接地，且氧化锌阀片并无专用监测手段监测，一旦击穿将形成电压互感器二次回路两点接地，将早成保护装置误动或拒动，严重影响电网安全稳定运行1。

常用的击穿保护器电网220kV及110kV变电站户内外电压互感器普遍使用JBO型击穿保险器，该击穿保护器技术数据如下：

额定电压（v）： 220 /380/500

放电电压（v）： 351-500/501-800/801-1000

PT爆炸最直接的原因是互感器绝缘被击穿，再就是线路有谐振，发生过电压雷过电压。空载时除了谐振过电压，如果加上开口三角短路（N600与L631），绝缘等级不高的话，会出现PT爆炸的情况，因为开口三角是不设熔断器的或开关的，所以在PT二次中性线N600回路上要装设JBO型击穿保险器1。

击穿保护器的检测方法《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》（国家电网生[2012]52号）、《国网湖北省电力公司2014年重点反事故措施编制说明》中明确规定：“公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地，为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有肯能熔断的开关或熔断器等。已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈，宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地。应定期检查放电间隙或氧化锌阀片，防止造成电压二次回路多点接地的现象。”调查发现击穿保险器在电力系统中大量使用且属于易损件并且有损坏后不易发现的问题，因此急缺一种能够及时发现击穿保险器故障并能够检测分析击穿保险器状态的装置。

1.击穿保护器传统检测方法

JBO型击穿保险的试验方法主要是进行绝缘试验和动作电压试验。但实验后就造成击穿保险的损坏，一般是抽样试验，使用现场不用试验。

保护器的寿命评估只能单靠肉眼目测，效率低，不准确，无量化，无预警，无更换提示。常用方法包括用万用表欧姆档测量击穿保护器有无击穿，用摇表测量击穿保护器绝缘情况，通过抽样检验，人为判断击穿保护器是否合格。

2.击穿保护器检测新方法

击穿保护器耐压特性寿命预测的新方法是利用程控高压发生器、多波型发生器及配套的编程软件实现。

该检测的关键是：利用击穿保护器外加程控测试电压时，其漏电流曲线受其介质绝缘特性影响的原理，其上升的斜率、趋势、特征均能直接反映出击穿保护器的可靠性预计及缺陷，特别是包络线形状，再和历史曲线比较，从而实现击穿保护器耐压特性寿命的预测。另外多波形发生器施加于保护器两端，通过对正弦波、方波、三角波的不同响应，发现保护器的早期缺陷，实现预警。

测试系统CPU控制程控高压发生器、多波型发生器和数据采集处理、显示、存储及输出，并实时监测保护器测试状态，而经升压设备产生测量高压施加于待测保护器两端模拟实际运行工况。

（1）充电电流检测

主要用来判断被测件连接可靠。被测件一般呈容性，DC模式在电压上升时间（即测试开始时）分步电容会有一个充电过程，此时的电流远远大于设定的被测电流。充电电流在充满时会很快变小，判断有无充电电流就可以判断被测件是否连接可靠。使用此功能时要设定测试等待时间大于充电时间以免误判。

（2）电流超限与电弧侦测（ARC）功能

电流超限分类：电流下限、电流上限、电流量程超限、电弧侦测。

电流下限判断（LOW）：一般做为测试低端断开判断使用。当仪器测试设备时，设备肯定会有一定的漏电流，当仪器测试的漏电流小于下限设定电流值时认为测试失败（没有连接设备），如果被测元件本身漏电流很小则关闭此功能。超限时判断显示（LOW FAIL）。

电流上限判断（HIGH）：最常用的测试电流超限判断。当仪器测试设备时，设备肯定会有一定的漏电流，当仪器测试的漏电流大于上线设定电流值时，认为设备耐压不够测试失败。超限时判断显示（HI FAIL）。

电流量程超限：电流采样判断较慢，绝缘崩溃时电流变化较采样电路无法及时作出反映，而电流峰值已经超过可上限电流所在的电流量程的测试范围，则会触发此类超限判断。超限时判断显示（RANG FAIL）。

真实电流上限判断（REAL）：一般情况被测设备是容性的，而测试电压为交流时电容本身会流过一定电流，当电路的容性值的允许范围很大，容性电流大小又和测试结果容性电流无关。超限时判断显示（REAL FAIL）。

电弧侦测（ARC）：是面向元件测量的一个很实用的功能，它测试的是高压测试回路中局部电路瞬间打火引起的电流突变。由于叠加在正常的测试电流上，突变时间较短，以上的普通电流检测电路无法响应电流变化作出合适的判断。电弧侦测电路滤除了正常电流值，只处理高速的电流脉冲变化。由于低通滤波和电弧的大小本身带有随机性，此功能只能大概估计局部打火的程度。超限时判断显示（ARC FAIL）1。

应用前景自电网首次将击穿保护器测试新方法应用到变电站以来，测试方法有效、准确、无损的预计击穿保护器耐压特性寿命，简单可靠，智能化程度高，可扩展性强，起到防止因击穿保护器早期失效带来的重大电力事故的作用，也为该类器材的更换、维护提供了可量化的科学数据，降低了一线人员的工作强度，提高了系统安全性1。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学