一、概述

防止雷電危害的電氣設備是電力系統安全運行的重要環節。電氣設備一旦受到雷擊傷害，造成的損失要大大超過電氣設備本身的價值，特別是重要場所的電動機，短時間內也難以修復，對生產影響重大。

旋轉電機由于結構上的原因，其絕緣水平要比同級額定電壓的其他電氣設備低。電機繞組在安裝時絕緣材料容易受損，運行時各部分的散熱不一致，以至容易產生局部過熱，加快絕緣老化，一旦遭受到大氣過電壓的侵襲就可能擊穿絕緣，甚至使電機的線圈燒毀，所以對旋轉電機應有完善的防雷保護。

在《工業與民用電力裝置的過電壓保護設計規范》(GBJ64-83)中對10kV直配電機的防雷保護，按電機容量的不同有不同的標準接線，在各種接線中都有與避雷器并聯電容器的設計方案。

基于以上規范及要求，我司自主研發設計了阻容柜（全稱阻容避雷器柜，行業別稱過電壓保護柜），針對性解決旋轉電機（電動機、發電機、調頻機、同步調相機）防雷保護和諧波治理等問題。

二、相關國內技術標準

三、裝置設計原理

為了防止旋轉電機遭受雷害，應該依靠進線上的保護措施以及母線上的磁吹式閥型避雷器和電容器的共同作用來保護。避雷器擔任削減雷電波電壓峰值的作用，電容器是用于降低雷電波的陡度。

3.1 通過增加避雷器，削減雷電波峰值，從而限制過電壓水平

旋轉電機用磁吹閥式避雷器，采用磁吹滅弧間隙，增大了滅弧能力，同時增大了續流值，相應地降低了殘壓。在火花間隙旁并聯分路電阻，使工頻放電電壓沿火花間隙均勻分布，提高工頻放電電壓，改善了沖擊系數，而且利用改變間隙的主電容或雜散電容的辦法，使間隙組之間的沖擊電壓分布不均勻，以降低避雷器的沖擊放電電壓，使其有較好的保護特性。

3.2 通過增加電容器，降低雷電波陡度，從而降低感應過電壓

通過演算雷電波的折射波、反射波電壓公式，我們能得出并聯電容器時電壓波的最大陡度與電容器接點前的線路波阻、電容器電容成反比，與電容器接點后的線路波阻無關。在系統里，增大電容器接點前的線路波阻和電容器電容，都可以降低雷電波的陡度。但對于電機來說，由于線路的波阻無法改變（很難改變），通常用增加電容的辦法來降低雷電波的陡度。

從降低雷電波的陡度保護電機絕緣方面來看，電容值越大越好，但是電容值增大后又帶來副作用，那就是增加接地電容電流。因此電容器的電容值選擇應符合相關設計規范，以防給線路造成安全隱患。

四、裝置型號示意

五、裝置一次系統圖

? 高壓隔離開關：隔離刀閘GN16-12/400，隔離手車GLC-12/400

? 阻容吸收器（含阻尼限流器）：HRKZR-C

? 過電壓吸收器（旋轉電機專用）：HRKGB-Z-10/2000

? 高壓熔斷器：RN

? 狀態指示：HRKC-Z

六、裝置作用及應用場景

6.1 裝置作用

1）避雷器吸收系統中雷電過電壓，實現電機防雷保護

2）阻容器吸收操作過電壓、感應過電壓，降低過壓對電機損傷

3）阻尼式限流器抑制合閘涌流和高次諧波，保護電容器不過流

4）電容器為小電流雷電提供卸放通道，較小的雷電流通過電容放電

6.2 裝置應用場景

1）架空線路且有重要電機的10kV母線系統，進線柜到高壓電機不足3km

2）有重要發電機的10kV母線系統

七、裝置使用環境