三相组合式过电压保护器
一、过电压保护产品的发展
一）基础的过电压保护产品——避雷器最基础的过电压保护产品就是避雷器。

最原始的避雷器是羊角形间隙，出现于19世纪末期，用于架空输电线路，防止雷击损坏设备绝缘而造成停电，故称“避雷器”。

现代的高压避雷器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。

现代的避雷器有管式和阀式两大类。

阀式避雷器分为碳化硅避雷器和金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）。

1、管式避雷器（30年代）：其基本工作元件是内间隙（又称灭弧间隙）。

内间隙置于产气材料制成的灭弧管内，外间隙将管子与电网隔开。

雷电过电压使内外间隙放电，内间隙电弧高温使产气材料产生气体，管内气压迅速增加，高压气体从喷口喷出灭弧。

管式避雷器具有较大的冲击通流能力，可用在雷电流幅值很大的地方。

但管式避雷器放电电压较高且分散性大，动作时产生截波，保护性能较差。

主要用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。

2、碳化硅避雷器（50年代）：其基本工作元件是叠装于密封瓷套内的火花间隙和碳化硅阀片（电压等级高的避雷器产品具有多节瓷套）。

火花间隙的主要作用是平时将阀片与带电导体隔离，在过电压时放电和切断电源供给的续流。

碳化硅避雷器的火花间隙由许多间隙串联组成，放电分散性小，伏秒特性平坦，灭弧性能好。

碳化硅阀片是以电工碳化硅为主体，与结合剂混合后，经压形、烧结而成的非线性电阻体，呈圆饼状。

碳化硅阀片的主要作用是吸收过电压能量，利用其电阻的非线性（高电压大电流下电阻值大幅度下降）限制放电电流通过自身的压降（称残压）和限制续流幅值，与火花间隙协同作用熄灭续流电弧。

碳化硅避雷器按结构不同，又分为普通阀式和磁吹阀式两类。

后者利用磁场驱动电弧来提高灭弧性能，从而具有更好的保护性能。

碳化硅避雷器保护性能好，广泛用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘。

3、氧化锌避雷器（70年代）：其基本工作元件是密封在瓷套内的氧化锌阀片。

氧化锌阀片是以ZnO为基体,添加少量的添加剂制成的非线性电阻体，具有比碳化硅好得多的非线性伏安特性，在持续工作电压下仅流过微安级的泄漏电流，动作后无续流。

因- 2 - 此金属氧化锌避雷器不需要火花间隙，从而使结构简化，并具有动作响应快、耐多重雷电过电压或操作过电压作用、能量吸收能力大、耐污秽性能好等优点。

由于金属氧化锌避雷器保护性能优于碳化硅避雷器，已在逐步取代碳化硅避雷器，广泛用于交、直流系统，保护发电、变电设备的绝缘，尤其适合于中性点有效接地(见电力系统中性点接地方式)的110千伏及以上电网。

二）防止真空断路器装置操作过电压的保护装置
1、阻容吸收装置优点：能缓和入侵到被保护设备的过电压波的陡度，改善设备绕组上的电压梯度。

缺点：体积大，无明显过电压限制值，吸收过电压能量容量小，会产生高次谐波污染等问题。

2、无间隙氧化锌避雷器无间隙氧化锌避雷器是一种较先进的过电压保护设备，与传统的碳化硅避雷器相比，在保护特性、通断能力和抗污秽等方面均有优异的特性，其ZnO 电阻片的非线性性能极其优异，使其在正常工作下接近绝缘状态。

缺点是它保护残压较高，无法满足在操作过电压下频繁动作的要求，存在工频老化和承受荷电率和热平衡条件的限制，这对于保护绝缘耐压水平较低的电动机类设备来说还存在不足的。

3、带串联间隙氧化锌避雷器。

但是众所周知，在ZnO压敏元件的应用中，存在着工频电压老化和承受暂态过电压能力低的致命弱点，使之保护参数不能设计得太低，特别是在中性点非有效接地系统中，根本无法满足和电机绝缘的配合，否则保护装置自身的安全就得不到保障，不仅寿命大为缩短，甚至没有保护好电机，反而因自身的爆炸增加了事故率。

因此，产生了ZnO压敏电阻串联放电间隙的方案，让间隙来承担全部电频电压。

带串联间隙氧化锌避雷器由于增加了串联间隙，避雷器可以用数量较少的ZnO电阻片，这时残压可以做的很低，如果火花间隙的放电电压也很低，则可使避雷器既有很低的保护水平，又不致因为泄漏电流阻性分量大带来ZnO电阻片的劣化和功率损耗的问题。

放电间隙的使用虽然解决了ZnO阀片老化问题,可以使保护残压降低,但间隙必须要保证一定的工频放电电压值,才能使保护装置自身的安全得到保证。

这样冲击放电电压必然会随之增加,结果是不仅截波电压增大,而且保护性能变差,仍很难做到和电机绝缘的理想配合。

二、三相组合式过电压保护器的工作原理
但是随着真空断路器的广泛应用，避雷器在限制真空断路器操作过电压和避免受电设备绝缘损害方面存在原理性的缺陷。

因而产生了三相组合式过电压保护器。

三相组合式过电压保护器主要是针对常规避雷器的缺点而设计的具有独特联接方式和结构形式的过电压保护装置。

三相过电压保护器与普通避雷器最明显的区别是避雷器只能是相地保护（单相保护，每组用三个），三相组合式过电压保护器即可以相地保护也可以相间保护（三相），同时体积小，可以安装在空间狭小的开关柜内。

三相组合式过电压保护器主要用于发供电企业和用电企业的供电系统，用来保护变压器、开关、母线、电动机等电气设备，可限制大气过电压、真空断路器引起的开断过电压以及各种操作过电压。

对相间和相对地的过电压均起到可靠的限制作用。

使保护设备的绝缘免受过电压的损害。

三相组合式过电压保护器简称：过
电压保护器，三相组合式过电压保护器分为三相组合式有串联间隙和无间隙两种，它们在相间和相地之间都连接有一定比例的ZnO电阻片或带火花间隙。

总结:三相组合式过电压保护器是目前比较先进的限制过电压产品,不仅能防止雷击造成的过电压，也能对各种操作过电压起到良好的保护作用，不仅提供了相-地保护，也能对相间过电压进行保护，大大降低了相间过电压，且伏安特性好，无续流无截波，可靠性大大提高。

而且易安装，密封性强耐振动，可直接安装在开关柜的手车地盘或互感器室。