一、概述

防止雷电危害的电气设备是电力系统安全运行的重要环节。电气设备一旦受到雷击伤害，造成的损失要大大超过电气设备本身的价值，特别是重要场所的电动机，短时间内也难以修复，对生产影响重大。

旋转电机由于结构上的原因，其绝缘水平要比同级额定电压的其他电气设备低。电机绕组在安装时绝缘材料容易受损，运行时各部分的散热不一致，以至容易产生局部过热，加快绝缘老化，一旦遭受到大气过电压的侵袭就可能击穿绝缘，甚至使电机的线圈烧毁，所以对旋转电机应有完善的防雷保护。

在《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》(GBJ64-83)中对10kV直配电机的防雷保护，按电机容量的不同有不同的标准接线，在各种接线中都有与避雷器并联电容器的设计方案。

基于以上规范及要求，我司自主研发设计了阻容柜（全称阻容避雷器柜，行业别称过电压保护柜），针对性解决旋转电机（电动机、发电机、调频机、同步调相机）防雷保护和谐波治理等问题。

二、相关国内技术标准

三、装置设计原理

为了防止旋转电机遭受雷害，应该依靠进线上的保护措施以及母线上的磁吹式阀型避雷器和电容器的共同作用来保护。避雷器担任削减雷电波电压峰值的作用，电容器是用于降低雷电波的陡度。

3.1 通过增加避雷器，削减雷电波峰值，从而限制过电压水平

旋转电机用磁吹阀式避雷器，采用磁吹灭弧间隙，增大了灭弧能力，同时增大了续流值，相应地降低了残压。在火花间隙旁并联分路电阻，使工频放电电压沿火花间隙均匀分布，提高工频放电电压，改善了冲击系数，而且利用改变间隙的主电容或杂散电容的办法，使间隙组之间的冲击电压分布不均匀，以降低避雷器的冲击放电电压，使其有较好的保护特性。

3.2 通过增加电容器，降低雷电波陡度，从而降低感应过电压

通过演算雷电波的折射波、反射波电压公式，我们能得出并联电容器时电压波的最大陡度与电容器接点前的线路波阻、电容器电容成反比，与电容器接点后的线路波阻无关。在系统里，增大电容器接点前的线路波阻和电容器电容，都可以降低雷电波的陡度。但对于电机来说，由于线路的波阻无法改变（很难改变），通常用增加电容的办法来降低雷电波的陡度。

从降低雷电波的陡度保护电机绝缘方面来看，电容值越大越好，但是电容值增大后又带来副作用，那就是增加接地电容电流。因此电容器的电容值选择应符合相关设计规范，以防给线路造成安全隐患。

四、装置型号示意

五、装置一次系统图

Ø 高压隔离开关：隔离刀闸GN16-12/400，隔离手车GLC-12/400

Ø 阻容吸收器（含阻尼限流器）：HRKZR-C

Ø 过电压吸收器（旋转电机专用）：HRKGB-Z-10/2000

Ø 高压熔断器：RN

Ø 状态指示：HRKC-Z

六、装置作用及应用场景

6.1 装置作用

1）避雷器吸收系统中雷电过电压，实现电机防雷保护

2）阻容器吸收操作过电压、感应过电压，降低过压对电机损伤

3）阻尼式限流器抑制合闸涌流和高次谐波，保护电容器不过流

4）电容器为小电流雷电提供卸放通道，较小的雷电流通过电容放电

6.2 装置应用场景

1）架空线路且有重要电机的10kV母线系统，进线柜到高压电机不足3km

2）有重要发电机的10kV母线系统

七、装置使用环境