三相组合式过电压保护器试验装置

GDYZ-30C过电压保护器综合测试装置

一、概述

作为电力系统中一种新型过电压保护装置，三相组合式过电压保护器已大量应用于35kV及以下电力系统中，用以雷电过电压、真空断路器操作过电压以及电力系统中可能出现的各种暂态过电压，可有效地保护电动机、变压器、开关、电容器、电缆、母线等电力设备的绝缘不受损害，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的作用，是传统的避雷器所不具备的。

对过电压保护器的试验，应该符合《DL/T 474.5-2006》现场绝缘试验实施导则第5部分:避雷器试验要求。三相组合式过电压保护器主要分为有带串联间隙过压保护器和无间隙过压保护器两大类，其试验项目内容要求分别使用高压工频交流和高压直流电源，试验时需要直流高压试验设备及交流耐压试验设备各一套，设备体积大、件数多，且试验现场需要提供220V供电电源才可使用，试验接线测试较为繁琐，工作效率低下。国内尚无可覆盖有间隙和互无间隙过电压保护器的专用仪器。为此我公司开发了一款适用于10kV电压等级及以下的三相组合式过电压保护器综合检测装置，用于三相组合式过电压保护器调试及试验项目，以期及早发现设备内部绝缘受潮及阀片老化等危险缺陷。

二、性能特点

1.仪器主机采用高强度、高绝缘、耐磨硬塑密封箱，具有外形美观，

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坚固耐用，防震性能好，绝缘等级高，方便现场搬运等特点；

2.仪器直接使用220V市电供电，能满足各类试验现场。

3.周到的安全设计：仪器设计有高压输出开关，置于OUT后硬件电路才可接入高压输出电路，可有效避免因误操作导致输出高压，而对试验人员造成伤害的隐患；仪器一旦有高压输出会发出声光报警提示，对现场使用人员有良好的提示作用。

4.仪器主机内置32位高速处理器，具有强大的数据处理能力。 5.全中文简体液晶显示，人机界面良好，操作简单直观。

6.仪器功能全面配置灵活，主机可直接输出直流高压用于测试无间隙三相过电压保护器及氧化锌避雷器，也可配置试验变压器用于有串联间隙过电压保护器的工频放电电压试验，一套仪器即可完成常用过电压保护器的测试项目。

7.试验参数包括有串联间隙过电压保护器交流动作电压试验和无间隙过电压保护器及氧化锌避雷器的直流1mA参考电压试验，数据可信、精度高。

8.附件配置齐全，能满足各类过电压保护器的试验现场需要。

三、技术指标

3.1工频放电电压试验

⑴输出电压（AC）： 0.00～30.0kV ⑵分辨率： 0.1kV

⑶测量准确度：±1.5%±2个字

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⑷测试间隔时间：≥15S

⑸测试完毕自动计算三次平均值并具有可选的打印功能 3.2 直流1mA参考电压试验

⑴额定输出(DC)：电压0-30kV 电流0-1000μA ⑵测量范围：电流0-1000μA 电压：0-30.0kVdc ⑶分辨率：电流1uA 电压：0.1kV ⑷测量准确度：±1.5%±1个字 ⑸具有残压自动泄放功能 ⑹具有可选的打印功能 3.3 其他参数

⑴电源供电方式：AC 220V±10% ⑵环境温度： -10℃～+50℃ ⑶相对湿度： RH ≤80％ ⑷海拔高度： ＜1000米

⑸外形尺寸：主机：380×280×210 mm 试验变压器：255×150×255mm ⑹重量：主机：5.8kg 试验变压器：8.7kg

四、使用方法

4.1 仪器面板图

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图1 仪器面板布局图

1、仪器外箱：高强度铝合金箱； 2、航空插座：外接试验变压器； 3、直流端子：直流高压正输出端子；

4、接地端子：直流高压负输出端子，同时用作接地端子，试验时必须可靠接地；

5、高压输出开关：置于OUT时允许再测量时输出高压，置于OFF时禁止输出高压；

6、工作电源插口：仪器可外接220V市电作为供电电源； 7、保险管座：用于安装市电方式工作时的保险管； 8、工作开关：仪器工作电源开关；

9、高压输出声光报警提示：当仪器输出高压时发生声光报警提示现场操作人员；

10、按键：仪器操作按键；

11、液晶屏：仪器工作与测试状态显示；

12、打印机：微型热敏打印机，可现场打印测试结果。 4.2 仪器现场接线及使用

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注意：试验前应将过电压保护器所有接线拆除，保持A、B、C三相及地线均为悬空状态！！

a有串联间隙过电压保护器试验接线（以A相-地接线为例）

图2有串联间隙过电压保护器相-地试验接线图

b有串联间隙过电压保护器试验接线（以A相-C相接线为例）

图3无串联间隙过电压保护器试验接线图

c无串联间隙过电压保护器相-地试验接线（以A相-地接线为例）

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图4无串联间隙过电压保护器相-地试验接线图

d无串联间隙过电压保护器相-相试验接线（以A相-C相接线为例）

图5无串联间隙过电压保护器相-相试验接线图

4.2.1 开关机

将电源开关打至“ON”状态。仪器显示屏上显示开机画面（如图6）；将电源开关打至“OFF”状态，仪器关闭。

图6开机

4.2.2 测量功能选择页面

等待2秒钟，仪器进入“功能选择”页面（如图7）。有三个菜单选

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项(根据子型号的不同，可能只有其中1~2个菜单项)：

第一个菜单项为“有间隙TBP”测量功能，用于有间隙过压保护器的工频放电电压试验。

第二个菜单项为“无间隙TBP ZnO避雷器”测量功能，用于无间隙过压保护器或ZnO避雷器的直流1mA参考电压试验。

第三个菜单项为“时间设定”，可用来设定仪器的日期和时间。日期和时间掉电不丢失，无需每次开机都重新设定。

页面底部左边是“选择”字符，指显示屏下方左边的按键为“选择”功能，按下后将在上述三个菜单项间循环切换。

页面底部右边是“进入”字符，指显示屏下方右边的按键为“进入”功能，按下后将根据菜单项功能进入对应的功能页面。

图7功能选择

4. 3 “有间隙TBP”测量功能

当菜单项在“有间隙TBP”项时，按“测试”键将进入“有间隙TBP”测量功能（或简称为“交流测量”），显示页面如图6所示。左边“选择”键为退出“交流测量功能”，按下将返回“测量功能选择”页面；按右边“测试”键进入“交流测量确认”页面。

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交流测量 有间隙TBP 动作电压 退出 进入 图8交流测量功能

4.3.1 “交流测量确认”页面

在“交流测量”页面按“测试”键进入“交流测量确认页面”，显示页面如下图9所示。

按左边“选择”键退出测量，返回“测量功能选择”页面

按右边“测试”键将输出工频高压，开始“工频放电电压试验”（或简称“交流测量”）。

注意：1、在开始测量前应将面板上的“高压输出”开关打至“OUT”状态，否则仪器无法输出高压。

2、开始测量前，应确认接线正确，接地良好，以免发生电击

事故。

3、10秒内无操作，仪器自动返回上一页面“有间隙TBP”

测量功能页面。

确定加交流高压？ 请确认接线正确 退出 进入 图9交流测量确认

4.3.2 “交流测量”页面

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在“交流测量确认页面”按“测试”键后进入“交流测量”页面，开始输出交流高压进行测量，显示页面如图10所示。测量输出高压时，仪器有LED发光和蜂鸣器声响提示。测量完毕，显示测量结果，即三次的测量数据及平均值。在测量过程中可以按“测试”键中止当前的测量。

动作电压 交流 19.1kV 19.3kV 测量 A-N 中止 图10交流测量

4.3.3 “交流测量结果”页面

工频放电电压试验共做三次，每次间隔15秒，取三次的平均值为最终测量结果。如图11所示。按左边的“选择”键可打印测量结果（限有打印功能的子型号有此功能）；按右边的“测试”键可退出本次测试，返回“交流测量功能”页面。

动作电压 测量 19.1kV 19.3kV 结果 19.1kV A-N 平均 19.1kV 退出 图11交流测量结果

具有打印功能的子型号，在进行“工频动作电压试验”时，显示页面上会自动按“A-N”、“B-N”、“C-N”、“A-B”、“A-C”、“B-C”的相别顺序循环显示，用户可根据此显示进行接线。以便打印数据与相别正确对应。

4.4 “无间隙TBP ZnO避雷器”页面

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当菜单项在“无间隙TBP ZnO避雷器”项时，按“测试”键将进入“无间隙TBP ZnO避雷器”测量功能（或简称为“直流测量”），显示页面如图10所示。按左边“选择”键为退出“直流测量”功能，返回“测量功能选择”页面；按右边“测试”键进入“直流测量确认”页面。

直流测量 无间隙TBP ZnO避雷器 泄漏电流 退出 进入 图12 直流测量功能

4.4.1 “直流测量确认”页面

在“直流测量功能”页面按“测试”键进入“直流测量确认”页面，显示页面如下图13所示。

按左边“选择”键退出测量，返回“测量功能选择”页面；按右边“测试”键将输出直流高压，开始“直流1mA参考电压试验”（简称“直流测量”）。 注意：

1、在开始测量前应将面板上的“高压输出”开关打至“OUT”状态，否则仪器无法输出高压。

2、开始测量前，应确认接线正确，接地良好，以免发生电击事故。 3、10秒内无操作，仪器自动返回上一页面“直流测量功能”页面。

确定加直流高压？ 请确认接线正确 退出 进入 10

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图13直流测量确认

4.4.2 “直流测量”页面

在“直流测量确认页面”按“测试”键后即进入“直流测量”页面，开始输出直流高压进行测量，显示页面如下图14所示。测量输出高压时，仪器有LED发光以及蜂鸣器声响提示。测量完毕，显示测量结果，即直流1mA下的电压及0.75倍电压下的电流值。

在测量过程中可以按“测试”键中止当前的测量。

U1mA =25.3kV 直流 I1mA =1000uA 测量 A-N 中止 图14 直流测量

4.4.3 “直流测量结果”页面

“直流1mA参考电压试验”测量完毕，显示测量结果，如图15所示。按左边的“选择”键可打印测量结果（限有打印功能的子型号有此功能）；按右边的“测试”键可退出本次测试，返回“直流测量功能”页面。

U1mA =25.3kV 测量 I1mA =1000uA 结果 U0.75=19.0kV A-N I0.75=2.6uA 退出 图15 直流测量结果

具有打印功能的子型号，在进行“直流1mA参考电压试验”时，显

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示页面上会自动按“A-N”、“B-N”、“C-N”、“A-B”、“A-C”、“B-C”的相别顺序循环显示，用户可根据此显示进行接线。以便打印数据与相别正确对应。

4.5 “时间设定”功能

当菜单项在“时间设定”项时，按“测试”键将进入“时间设定”功能，显示页面如图14所示。

时间设定 2015年1月1日 00:00 选择 修改 图16 时间设定

按“选择”键可在时间的各参数项间切换；按“测试”键可修改被选中的时间项目的数字，最后按“选择”键保存当前设定时间并返回最初的页面。时间具有掉电运行功能，无需每次开机都重新设定。

4.6现场使用注意事项：

1.测试前应保证试品与高压断开； 2.测试前将仪器可靠接地； 3.检查试验接线无误后再开机；

4.测试时应注意：“高压输出”开关置于“OUT”端方可输出高压，测试完毕应将“高压输出”置于“OFF”端后，才能进行接换线操作； 5.拆线时应先拆除试品端接线再拆除仪器端接线，接地线应最后拆除；

6.仪器配置内置电池的应使用附配的专用充电器充电。

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4.7电压测试精度检定方法

检定项目：交流耐压试验电压测试精度检定 检定器材：交直流分压器（0.5级，量程≥50kV） 检定接线：

检定菜单： 图 A0

图A1 图A2

图A3 图A4

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图A5

操作说明：接线如图A0，在升压变压器高压输出端连接到交直流分压器（量程不小于50kV）高压端，并连接升压变压器输入端与主机接线，确认升压变压器接地、交直流分压器接地及主机接地良好后，将主机通电开机，在“测量功能”界面（图A1）下按“选择”键选中“校验交流电压”后，按“进入”键出现“确定加交流高压”提示界面（图A2），将主机“高压输出”置于“OUT”并按“开始”主机会依次输出10.0kV（图A3），20.0kV（图A4），26.0kV（图A5）参考电压，并在每个电压点保持五秒钟，此时可以核对主机显示值与分压器测量仪表显示值，偏差不应超过±1%。输出时如有异常按“中止”键可切断高压输出并跳回开机界面。

提示：实际输出电压与参考电压略有差异属正常现象！ 检定项目：直流耐压试验输出电压精度检定

检定器材：交直流分压器（0.5级，量程≥50kV），微安表，5MΩ25W电阻 检定接线：

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图D0

检定菜单：

图D1 图D2

图D3 图D4

图D5

操作说明：接线如图D0，在主机“直流+”输出端串联接入25MΩ

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25W电阻、微安表后，接入交直流分压器（量程不小于50kV）高压端，确认交直流分压器接地及主机接地良好后，将主机通电开机，在“测量功能”界面（图D1）按“选择”键选中“校验直流电压”后，按“进入”键出现“确定加直流高压”提示界面（图D2），将主机“高压输出”置于“OUT”位并按“开始”键，主机会依次输出10.0kV（图D3），20.0kV（图D4），26.0kV（图D5）参考电压，并在每个电压点保持五秒钟，此时可以核对主机显示值与分压器测量仪表显示值，偏差不应超过±1%。输出时如有异常按“中止”键可切断高压输出并跳回开机界面。

提示：实际输出电压与参考电压略有差异属正常现象！

五、附录

附录A 常见过压保护器型号说明

保护对象：A－电机；B－电机型(并通用于常规配电领域)；C－电容型；

特征电压：有间隙产品为额定电压，包括：3.8、7.8、12.7、42； 无间隙产品为额定电压，包括：3、3.15*、6、6.3*、10、

10.5*、35；(其中带*的为电机型)

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结构型式：F－复合外套整体密封间隙，不标该字母表示不带间隙； I－正方型底座；II－长方型底座(或不特别标明)；T－T型

底座

相间距离：包括：85、131、150、200、310、630等；

使用环境：N－仅用于柜内； IN－户内使用(或不特别标明) W1－户外用，带电缆 W2－户外用，不带电缆 GY－仅用于高海拔地区

附加功能： J－带计数器； IM－带智能监测仪 附录B 过压保护器典型技术参数

本附录列出有间隙型、无间隙和电机中性点三类过压保护器的典型技术参数。如表1至表7。

表1 无间隙型(发电机型)

电机额定电压kV 保护器额定电压kV 工频放电电压kV(不小于) 1.2/50us冲击放电电压及残压kV(不大于) 250A操作冲击电流残压kV(不大于) 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 与周围安全净距离mm(不小于) 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离(不小于) 峰 值 9.5 18.7 65 200/400 35 50 50 60 200 31.0 有 效 值 3.15 3.8 7.5 9.5 7.6 6.3 7.6 15.0 18.7 15.0 10.5 12.7 25.0 31.0 25.0

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表2 有间隙型(电站型、配电通用型)

系统电压kV 保护器额定电压kV 工频放电电压kV(不小于) 1.2/50us冲击放电电压及残压kV(不大于) 500A操作冲击电流残压kV(不大于) 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 与周围安全净距离mm(不小于) 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离mm (不小于) 35 50 50 峰 值 12.0 24.0 60 200 200 200 100 41.0 有 效 值 3 3.8 8.0 12.0 10.2 6 7.6 16.0 24.0 20.4 10 12.7 26.0 41.0 35.0 35 42 80.0 124.0 105.4 124.0

表3 有间隙型(电容型)

系统电压kV 保护器额定电压kV 工频放电电压kV(不小于) 1.2/50us冲击放电电压及残压kV(不大于) 500A操作冲击电流残压kV(不大于) 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 与周围安全净距离mm(不小于) 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离mm (不小于) 20 0 35 50 50 峰 值 有 效 值 3 3.8 8.0 12.0 10.2 12.0 6 7.6 16.0 24.0 19.5 24.0 60 200 200 200 100 10 12.7 26.0 41.0 33.0 41.0 35 42 80.0 124.0 100.4 124.0

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表4 无间隙型(发电机型，通用于常规电动机)

电机额定电压kV 保护器额定电压kV 保护器持续运行电压kV 相-相 直流1mA参考电压kV(不小于) 相-地 相-相 250A操作冲击电流残压kV(不大于) 相-地 相-相 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 0.75倍直流参考电压下泄漏电流uA(不大于) 与周围安全净距离mm(不小于) 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离mm (不小于) 20 20 0 相-地 峰 值 5.7 9.4 7.6 9.5 11.5 11.2 18.7 15.0 18.7 23.0 65 200/400 20 35 50 50 20 60 200 18.6 31.0 25.0 31.0 38.0 有 效 值 3.15 4.0 3.15 7.0 6.3 8.0 6.3 14.0 10.0 13.5 10.5 23.2

表5 无间隙型(电站型，通用于常规配电领域)

系统电压kV 保护器额定电压kV 保护器持续运行电压kV 相-相 直流1mA参考电压kV(不小于) 相-地 相-相 250A操作冲击电流残压kV(不大于) 相-地 相-相 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 相-地 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 0.75倍直流参考电压下泄漏电流uA(不大于) 与周围安全净距离mm(不小于) 20 20 20 35 峰 值 7.2 11.5 11.5 13.5 13.5 14.4 23.0 23.0 27.0 27.0 65 200/400 20 60 20 200 24.0 38.3 38.3 45.0 45.0 73.0 134.0 114.0 150.0 134.0 有效值 3 5.0 4.0 7.5 6 10.0 8.0 15.0 10 17.0 13.6 25.0 35 51.0 40.8 84.8 19

GDYZ-30C过电压保护器综合测试装置 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离mm (不小于) 0 50 50 200 200 100

表6 无间隙型(并联补偿电容型)

系统电压kV 保护器额定电压kV 保护器持续运行电压kV 相-相 直流1mA参考电压kV(不小于) 相-地 相-相 500A操作冲击电流残压kV(不大于) 相-地 相-相 500A雷电冲击电流残压kV(不大于) 相-地 4/10us大电流冲击耐受kA 2000us方波通流容量A 0.75倍直流参考电压下泄漏电流uA(不大于) 与周围安全净距离mm(不小于) 绝缘电缆沿面爬距mm(不小于) 绝缘电缆间安全距离mm (不小于) 20 20 0 20 35 50 50 峰 值 7.2 10.5 10.5 13.5 13.5 14.4 21.0 21.0 27.0 27.0 65 200/400 20 60 200 20 200 200 100 24.0 35.3 35.3 46.0 46.0 73.0 122.0 105.0 150.0 134.0 有效值 3 5.0 4.0 7.5 6 10.0 8.0 15.0 10 17.0 13.6 25.0 35 51.0 40.8 84.8

表7 电机中性点型

保护器持续运行电压 有效值(kV) 2.13 4.6 7.6 电机额定电压 有效值(kV) 3.15 6.3 10.5 8/20雷电冲击电流残压 不大于(kV) 6.0 12.0 19.0 直流1mA参考电压 不小于(kV) 3.4 6.9 11.3

附录C 过压保护器测试注意事项

1. 组合式过电压保护器属于吸收和泄放暂态能量元件，不能用于较

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长时间吸收和泄放持续工频能量，禁止对其单独(或将其与成套柜一体)做绝缘耐受试验。否则将严重损坏过电压保护器的性能甚至导致爆炸

2. 有间隙型过电压保护器严禁做直流1mA参考电压试验。无间隙型过电压保护器严禁做工频放电电压试验。

3. 工频放电电压试验应将保护器底座用绝缘支柱支起，离地面一定的高度后进行，以降低对地杂散电容对测试结果的影响。

4. 工频放电电压试验，判断间隙是否放电应以电流是否突变为准，不应以电压是否出现明显回落为准。以防止在间隙放电发生后，继续对保护器加超出额定电压的负荷，造成保护器不必要的损伤。 附录D 贮存及日常维护

 贮存过程中注意防潮防水，以免降低仪器绝缘强度，发生故障。  使用前请先充电。

 长期不用，请充满电并每隔1~2个月充一次电，以免影响电池寿命。  如户外使用过程中遭遇雨雪等天气，应立即停止使用。

六、生命周期

产品生命周期结束后，按国家的相关规定合规处理。

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