炉变综合保护装置
试验与分析
上海子吉实业有限公司
中国·上海
目 录
一、概述 ................................................................................... - 2 -
二、操作过电压 ....................................................................... - 3 -
2.1 截流过电压 ............................................................... - 3 -
2.2 重燃过电压 ............................................................... - 5 -
2.3 电容传递过电压 ....................................................... - 5 -
三、谐波 ................................................................................... - 6 -
四、各种过电压保护装置应用效果试验 ............................... - 7 -
4.1 无保护装置 ............................................................... - 8 -
4.2 单支金属氧化物避雷器 ........................................... - 9 -
4.3 无间隙保护器 .............................................................. 11
4.4 三间隙保护器 .............................................................. 12
4.5 四间隙保护器 .............................................................. 13
4.6 炉变综合保护成套装置（上海子吉实业有限公司）
. ................................................................................................ 14
五、炉变综合保护装置应用原理分析 ...................................... 15
六、国内同类产品对比分析 ...................................................... 18
炉变综合保护装置 ................................................................ 21
8.1 专利证书 ...................................................................... 24
8.2 科技成果鉴定证书 ...................................................... 24
九、运行报告 .............................................................................. 26
炉变综合保护装置的应用、试验与分析
一、概述
电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的一种电炉。在电弧炉中存在一个或多个电弧，通过电弧放电作用把电能转变成被熔炼矿石所需要的热能。随着电弧炉的稳步发展，使其在冶炼行业中一直占据着主导地位。
伴随着电弧炉的广泛应用，由于电弧炉变压器不同于一般的电力变压器的运行环境，导致电炉变压器绝缘击穿、烧毀事故就时有发生，给用户造成了无法弥补的经济损失。变压器在质保期内的，由变压器生产厂家免费维修、更换变压器；超出质保期的就得用户自掏腰包重新采购或维修变压器。但是重新定制的变压器仍不能摆脱被烧毁的下场，这就给冶炼厂和变压器生产厂家造成了无法估计的损失，长期以来，许多专家在认识和解决此类问题都产生了误区，把问题指向了电网上的有害谐波，加装了价格昂贵、体积庞大的电抗器、滤波线圈、电容器等组成的滤波系统，投入少则几十万多则上百万，但效果微乎其微。近年来，通过高科技的检测仪器在断路器开断实例中捕捉到纳秒级的电压波形分析，大量的真空断路器的应用产生了高频振荡，暂态过电压，同时大量的非线性负载应用，产生了谐波。这才是对电弧炉变压器匝间绝缘的危害的主要因素，我公司曾联合内蒙电科院、清华大学在内蒙做了40.5kV 真空断路器开断电弧炉变压器的操作过电压保护比较试验，试验证明：在无任何过电压抑制设备的情况下，炉变的最过电压标么值高达4.9，振荡频率高达几百上千赫兹，严重威
胁着电气设备的安全运行。
电弧炉冶炼生产工艺要求变压器操作开关（真空断路器）经常切合变压器的各种电流，从而决定电弧炉变压器不同于一般的电力变压器。真空断路器在操作过程中由于电路状态的突变，电路中的电容、电感等储能元件将产生充电、再放电，使电压的暂态分量叠加，形成操作过电压，切断空载变压器产生的操作过电压，这也正是引起绕组、引线、开关、套管等发生闪络主要原因之一，严重影响变压器的使用寿命，更有甚者造成人身伤亡事故。因此必须对电弧炉用变压器的操作过电压加以抑制，从而保证系统的正常运行。本文针对电弧炉变压器操作过电压产生原因及现阶段电弧炉变压器所用的保护装置保护效果加以比较，从而寻求出一套有效限制炉变操作过电压及谐波的方法及装置。
二、操作过电压
2.1 截流过电压
真空断路器在开断交流电流时，由于其极强的灭弧能力，在电流尚未到达自然零点时，电弧熄灭，电流被强迫截断，这就是截流现象。当真空断路器切电感性负荷时，工频感性电流在过零前被强迫截断，电感负荷储存的磁场能量转化为电场能量 ，引起截流过电压。
实验研究表明：在切断100A 以上的交流电流时，开关触头间的电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的0.5％～5％，约数安到数十安），电弧往往在电流过零之前提前熄灭，产生截流现
象。
下图为切空载炉变等效电路图，图中L T 为变压器激磁电感，C T 为变压器绕组对地电容。
图（一）切除空载变压器等值电路图
断路器开断前，电源在工频电压作用下，流过电流i 为变压器空载电流i L 与电容电流i C 的相量之和。由于C 很小，故i C 可以略去，
则i ＝i L 。
设被截断时i L 的瞬时值为I 0，而电感与电容上电压相等，u L =uC =U0。开断后在电感与电容中储存的能量各为：
W L =12L T I 0 2
12Wc =C T U 0 2
L ，C 构成振荡回路，当全部电磁能量转变为电场能时，电容C 上的电压最大值Ucmax 由下式求得：
U max =L T 2I 0+U 02 C T
若略去截流时电容上的能量，则：
U max ≈L T 2I 0=Z r I 0 C T
Z r L T 称为变压器的特征阻抗。 C T
由此可见，截流瞬间的I 0越大，变压器激磁电感越大，磁场能量
越大。寄生电容越小，使同样的磁场能量转化到电容上，则可能产生很高的过电压。一般情况下，I 0并不大，极限值为激磁电流的最大值，
只有几安到几十安，可见变压器的特征阻抗很大，可达上万欧，故能产生很高的过电压。
产生这种过电压的原因是流过电感的电流在到达自然零值之前就被断路器强行切断，从而迫使储存在电感中的磁场能量转化为电场能量而导致电压的升高。
2.2 重燃过电压
在电弧炉炉料发生倒塌或过分氧化使钢水沸腾时，电极短路是不可避免了。这时，假如用真空开关开断电炉变压器的过载电流，就可能产生电弧多次重燃造成的过电压。这是因为真空开关的绝缘和灭弧能力都特别强，触头间隙特别小的缘故。由于小的触头间隙不能承受恢复电压，发生重燃是不可避免的。在发生第一次重燃熄弧后，断路器的恢复电压继续升高，在触头开距不够大的情况下，很有可能发生第二次重燃，再熄弧。每一次重燃都是在前一次重燃熄弧基础上发生，触头间的恢复电压也在逐渐升高，击穿反复产生，负载端的电压也就不断提高，容易造成电弧炉变压器绝缘烧毁。
重燃过电压的特点是幅值高，陡度大，对变压器匝间绝缘危害尤为严重。
2.3 电容传递过电压
在冶炼中，由于熔化期中三相负荷变化剧烈，产生很大的冲击电流，而且多是三相不对称的，负荷电流中将有零序分量。即使在精炼期，电弧放电路径和弧隙电离程度的不断变化，负荷电流也不断地不对称变化，负荷电流中也将有零序分量。负荷中的零序分量反映到Y 接的高压绕组上时，将使高压绕组产生中性点电位飘移。在正常运行时，由于三相电位对称，三相绕组和导线对外界感应极小。如果中性点出现对地电压（零序电压），就不可避免地对外界感应，这一感应将通过电容耦合传递给低压绕组。此时，低压侧出现电容传递过电压，其数值可由下式计算：
式中U 2:传递过电压；
U 0:高压侧出现的零序电压；
C 12:高、低线圈间电容；
C 0:低压侧相对地电容。
由于电炉变压器二次电压低，匝数比通常都是非常大，二次绕组上的传递过电压可能数倍于匝数比所决定的电压，这将对低压绕组的绝缘构成危险。
三、谐波
由于电弧炉属于非线性负载（谐波源），所以在冶炼过程中，必然会产品有害谐波，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
由于谐波的存在，使得电压、电流的波形发生畸变，可导致电弧炉变压器的损耗增大，大大缩短变压器使用寿命。
四、各种过电压保护装置应用效果试验
根据苑舜所著一书“开断感性负载时存在一定概率的过电压，而且过电压陡度极大，这对变压器危害极大。考虑到过电压陡度问题，最好的办法是采取R-C 和MOA 配合保护最为理想”。因此，对于变压器的保护主要在于两个方面入手：
（1） 限制过电压幅值，无论哪一种过电压都必须限制在变压器允许范围内。
（2） 抑制高频振荡，避免振荡频率与固有频率发生谐振。 目前，电弧炉在我国冶炼行业所占比重越来越大，然而电炉变压器的运行却并不稳定，各类过电压危害横行，谐波污染也在不断加重。电炉设备烧毁事故屡见不鲜。针对上述现象，我公司联合内蒙电科院、清华大学相关专家在内蒙古进行了40.5kV 真空断路器开断变压器的试验。
使用的过电压保护装置分别为：单支金属氧化物避雷器、无间隙组合式过电压保护器、三间隙组合式过电压保护器、四间隙组合式过电压保护器、电炉变压器综合保护成套装置。原理图如下：
图（二）各种保护装置原理图
4.1 无保护装置
共对 73组开断操作的现场试验数据进行了分析。作为示例，图
（三）给出一次典型的开断变压器的三相负载侧电压波形。
图（三）无防护时的负载侧过电压波形图
如图所示 ，C 相为首开相, 看到多次复燃现象。C 相第1次击穿后 ，在 A、B 两相也开始出现振荡过程 ，这是相间耦合造成的。由于相间耦合造成后两相电流强制过零，等效截流值较高，因而这两相的过电压上升率(陡度) 也较高,1.412×40.5KV ÷1.732=33.1KV(操作过电压的基准值) ，负载侧三相对地过电压峰值分别为A 相132 kV，B 相162kV ，C 相105KV; 其中最高过电压标么值为 4.9；
可见，在没有保护的情况下，现场试验中后两相的相对地过电压均超过了标准规定的范围，很容易出现绝缘事故。
4.2 单支金属氧化物避雷器
图（四）单支避雷器保护波形图
如图所示，普通单支氧化锌避雷器采用星形接线，每相对地接一支，标称5kA 雷电冲击残压为134kV （4p.u.) 。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为121kV （3.7p.u. ）。可见，普通单支氧化锌避雷器可勉强地保护对地绝缘，但是，避雷器限幅不限频，不能有效限制操作过电压频率，如图所示，采用避雷器保护时，系统过电压振荡频率依然非常高，对电炉系统稳定运行依然造成很严重威胁。
4.3 无间隙保护器
图（五）无间隙保护器保护波形图
如上图所示，无间隙保护器，由四组氧化锌阀片组成，采用组合式结构，并以四星形方式连接；其标称5kA 雷电冲击残压相对地为134k （4.0p.u.) 。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为112kV （3.4p.u. ）。但在测试过程中，该产品曾出现中性点对地放电的现象。由于这种避雷器的阀片长期承受运行电压，
应解决相间荷电率
高造成阀片老化而导致寿命降低的问题。同时，该装置同样存在限幅不限频的弊端。
4.4 三间隙保护器
图（六）三间隙保护器保护波形图
如图所示，三相三间隙组合式过电压保护器三相各接一组带有串联放电间隙的氧化锌阀片，接成星形接线后，中性点对地之间再接一组氧化锌阀片；其标称5kA 雷电冲击残压相对地为98kV （3.0p.u.) 。
4.5 四间隙保护器
图（七）四间隙保护器保护波形图
如图所示，四间隙组合式过电压保护器由四组带有串联间隙的氧化锌阀片组成，采用组合式结构，并以四星形方式连接；其标称5kA 雷电冲击残压为119kV （3.6p.u. ）。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为126kV （3.8p.u. ），超过了其标称5kA 雷电冲击残压。实际运行中，在该保护下切电抗器时，
曾多次出现过真空管外闪络
或开关柜内相间短路的事故。
4.6 炉变综合保护成套装置（上海子吉实业有限公司）
图（八）炉变综合保护成套装置波形图
如图所示， 该装置安装于变压器侧时，变压器侧最大相对地过电压为57kV （1.7p.u. ），大大低于4.0p.u. 。未安装R-C 保护时，截流过电压的振荡频率为1300至1700Hz ，复燃次数均为几十次；安本成套装置保护后，截流过电压的振荡频率降 低为750至900Hz ，复燃次数几乎降为0。因此，炉变综合保护器有效抑制了过电压的幅值，
降低了过电压的振
荡频率，而且大幅降低了复燃率，还能用于吸收系统有害谐波。
综上所述，得出以下结论：
炉变综合保护成套装置在上述所有保护装置中，保护效果是最理想的，不但能够降低过电压幅值，还能够降低操作过电压的振荡频率，同时，由于加装了SY-RCA30-I 型复合式过电压保护器用以限制大气过电压、雷电过电压等，实现了对电炉变压器的全方位有效保护。
炉变综合保护成套装置是由我公司针对电炉变压器特制的大容量的SY-ZR-D 型炉变综合保护装置是专门针对电炉变压器
五、炉变综合保护装置应用原理分析
真空断路器断开时，电炉变压器将与线路杂散电容对地形成高频振荡，从而进一步提高恢复电压的幅值，从运行现场试验表明高频振荡波的幅值可达到电源电压峰值的4～6倍。安装、炉变综合保护装置后，电容的高频特性降低过电压的上升陡度，电阻有效吸收电磁能量以降低过电压的幅值。抑制真空开关发生单相重击穿时的中性点对地过电压，进而在一定程度上起到降低两相重击穿发生几率的作用。
炉变综合保护装置保护原理及试验结果
图（九）是单相电路真空断路器操作过电压原理图。当保护器未接入开关，QF 开断后与L 0组成一个振荡电路，由于C 0很小所以振荡
频率很高、幅值亦很高。当保护器R 1与C 1加入以后电路就改变了。
因为C 1 >>C0, C0就可以忽略不计，此时振荡电路就变成R 1、C 1 和L 0回路了。可以用图（十）来表示。
图（九）阻容吸收器保护原理图
图（十）RCL 振荡电路图 回路中的振荡频率f =ω，其角频率ω可用式（1）来计算 2π
2 ω2=ω0-δ2 式（1） 式中 ω0=
δ=1, LC R 1= 2L τ
由式(1)可以得出当 R >2
当 R =R C =2L 时，为无振荡衰减波； C L 时，为临介状态，R C 为临介电阻值。阻容吸收器C
的工作原理就是用它来改变电路的工作状态，让振荡电路变成无振荡电路，以此来抑制电路的操作过电压。为了消除电路的振荡，保护器的C 必需足够大，应使得振荡频率至少接近于工频但又不能太大，否
则造成浪费，保护器的R 也必须足够大到接近R C 值，也不能太大，因
为那样不只是浪费还会影响阻容吸收滤波器的作用。
我公司研究人员经过无数次的研究、试验，发现工业用真空断路器电路中的L 0和C 0大致有一个范围，可以用一种或少数几种规格的阻
容吸收器，就能使绝大多数真空断路器操作过电压振荡的频率大大降低，而且其幅值降至约电源电压峰值的2倍以下，从而保障电路安全运行。
当接入阻容吸收器(R1=100Ω，C 1=0.1μF) 振荡电路是L 0、C 1、R 1 回路，这种情况在运行现场测得f 约为50～150Hz 。
在投有加装阻容吸收滤波器的运行现场测到的真空断路器操作过电压振荡的幅值达电源电压幅值的5～6倍。在加装了阻容吸收空器的多处运行现场测得的操作过电压幅值均在电源电压峰值的2倍以下。
炉变综合保护装置是根据文献《谐波抑制和无功功率补偿》王兆安等编著一书中高通滤波原理，加上我们的创新而研制成功的。
在滤除谐波原理在于根据电流特性，为高次谐波提供了低阻抗的通道，从而实现滤除高次谐波的功效。任何电流都有短路特性：什么地方阻抗小，该电流就向什么地方流动。串联谐振是L 、C 在某次频率电流时，发生的谐振：此时，L 、C 串联回路对该次电流的阻抗为零（感抗大小等于容抗大小，且方向相反），对该次电流短路（理论上），这时该次谐波电流几乎都从此处流过。我公司经研究发现：无源在这个通道中，只在本身的直流电阻上消耗一些谐波能量，大部分还都在
谐波源和此L 、C 短路通道中流动，由于感抗和容抗近似相等，所以在L 、C 两端的电压降是很小的，理论上可以认为是零。
当断路器QF 断开后，线路中仍形成一个RCL 回路，如图1。 电容器的充放电电流公式为：
阻抗幅值计算公式如下：
Z =R 2+X 2=R 2+(ωL -12) ωC i =dU C dt
容抗：
X C =1 ωC
阻抗：
X L =ωL
可见，当谐波频率越高，电容阻抗越小，这就提供了谐波电流的一个低阻抗通道，从而达到吸收高次谐波的功效。
另外，由于本产品双回咱设计，内置电抗器与高压滤波电容器组成滤波器，可根据用户要求，滤除某次谐波，真正起到滤除电网有害谐波的作用。
六、国内同类产品对比分析
目前主要使用的过电压保护装置有阻容过电压吸收器和氧化锌避雷器两种。
目前，市场上的同类产品主要有以下几种形式：
（1）用“防护型电容器”的。这种电容器是老式油浸电容器，
其极间耐压只有额定电压的2.15倍，比被保护设备的耐压还低，因此可靠性也极低，而且不符合开关无油化的要求，并且体积大，开关柜内无法装下，现已逐步被淘汰；
（2）用几十个甚至上百个低压电容器串联当做高压电容器的。这种做法是因为没有高压电容器迫不得已而采取的办法，这种产品可靠性最低，故障率最高，亦应被淘汰；
（3）加串联间隙的（包括所谓无触点间隙）。有的生产厂家把间隙的放电电压定得很高，如35kV 的产品为85kV ，这和变压器、电抗器的耐压相同，远远高于电机的耐压，根本起不到保护作用。加间隙只是为了保护自己，因为这种产品电容器耐压达不到标准。
（4）复合外套金属氧化锌避雷器
目前市场上的氧化锌避雷器可分为带串联间隙的、带并联间隙的和无间隙三种。
带串联间隙的氧化锌避雷器，亦称组合式过电压保护器（TBP ），俗称“三叉戟”，这种避雷器是因当时其阀片制造水平低，在持续运行状态下阀片的可靠性受到严重影响时，迫不得已才加串联间隙来防止高压直接施加在阀片上，而对间隙带来的各种弊端和缺陷也就只好任其存在。按理，当阀片制造水平提高、耐老化性、热稳定性提高后，能在持续电压下可靠工作时，间隙就应取掉。但实际情况却大大相反，市场上到处可见这种产品，实实令人不可思议。而且被一些生产厂家倾其所能，大肆宣传，也确实迷惑了一些人，但究其实质，实有顾此失彼，画蛇添足之嫌。
增加了串联间隙，也随之带来了新的问题，大家都知道，间隙的放电电压分散性很大，厂家所确定的工频放电电压到用户使用的地方就会变化很大（因大气条件的改变而改变），因此厂家给出的放电电压数据实际上已毫无实际意义。间隙放电时，是靠电弧把两个电极连接在一起的，电弧的温度特别高，而且熄弧非常困难，往往使电极有部分熔化，甚至烧毁电极，电极烧毁后，使间隙变大，放电电压增加，很有可能此后间隙再不放电，避雷器失去保护作用，此外间隙也会使避雷器的伏秒特性变差，放电时冲击系统大，而且延缓避雷器的动作时间。
带并联间隙的氧化锌避雷器，这种并联间隙是为了降低避雷器的残压以使其残压和被保护设备的绝缘相配合，由于带间隙，间隙的弊端和缺陷依然存在，而且由于间隙放电后短接部分阀片，使原有阀片数量减少，结果使其通流能力进一步降低，损坏率增加，可靠性降低。
无间隙氧化锌避雷器，这是避雷器中性能最好的一种，在保护110KV 及以上电压等级的中性点直接接地系统中的过电压有着良好的保护作用，但在保护中压系统的操作过电压也存在着严重的缺点和不足。
无论哪种避雷器在保护操作过电压时还有以下无法解决的问题和缺陷。避雷器是通过放电动作后来限制过电压的幅值，它不能降低过电压的频率（即电压上升的陡度）而带匝间绝缘的设备对频率最敏感，即使是较低的过电压也有可能引起绕组匝间的绝缘击穿，而且避雷器是在过电压达到其动作电压时才能起作用，因此它所保护的设备
仍然要承受最初最高几个周波过电压。在中性点不接地或经消弧线圈接地的电网，当发生单相接地时，健全相的电压升高到线电压，而且允许２h ，这时氧化锌避雷器严重过热而损坏，同样在系统发生谐振时，也会损坏。
七、产品创新点及特点
炉变综合保护装置
(A)结构特点:
本产品将干式自愈式滤波电容器和大功率无感电阻器有机结合；滤波电容器替代了老式的“油浸式电容”，该产品采用的是具有自愈功能的干式高压滤波电容器，这种电容器是名副其实的“保护电容器”，其绝缘水平已完全达到了GB311.1-1997标准的要求。该产品能在温度上限、1.15Un 和1.5ln 下长期运行，在2Un 下连续运行4小时不出现闪络和击穿。在暂时过电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性弧光接地过电压）下安全运行, 与传统的油浸式电容器、低压串联电容器、加串联间隙电容器相比，优点如下：
大功率无感电阻器外形美观，散热性能良好，为SY-ZR-D 型炉变
综合保护装置自身的保护特性提供了可靠的保障。 RWG 型线编式无感电阻器是采用高品质镍铬丝为经线、以增强型无碱玻璃纤维编织而成的平行栅状电阻单元片，再经高温浸渍定型而成，根据设计要求将电阻片单元进行串并联接组合制成不同功率、不同阻值的电阻器。这种电阻器中相邻两根电阻丝中电流方向相反，磁场互相抵消，在电阻器的任何阻值段上残余电感极小，一般只有μH ，因此，电阻器本体功率因数cos Φ可达到0.9999；由于电阻器采用优质的镍铬合金丝，温度系数在20°～1000°范围内为8×10-5Ω/℃，使电阻器阻值运行稳定，可满足任何交流滤波装置对电阻的技术要求。
（B ）技术特点:
本产品为我公司自主研发的最新产品，经过公司研发人员经过不断的研究、论证、试验，最终将阻容吸收器、滤波等功能有机结合在一起。产品结构合理，设计新颖。产品整体技术处于国内同类产品（35kV 等级）领先水平。
该项目产品作用是使回路中的电磁能量，在投切真空断路器操作中有很大部分转变到电容吸收高频过电压，电阻是为了消耗高频的能量，使高频振荡很快的衰减。可延长电流突变的时间过渡过程，使电流的变化率变小，将过电压幅值降至相电压2倍以下。达到吸收过电压之功效。同时，提供高次谐波低阻抗通道，达到滤除电网中谐波的目的，另外，由于滤波电容器在电网运行中能够为感性负荷提供无功功率，能够提高功率因数，改善电网质量将阻容吸收器、滤波、无功补偿功能集于一身。
（C ）应用创新:
本产品采用无机材料sio 2改善绝缘介质电、机械性能，使产品局
部放电量降至4PC 以下，达到国内先进水平。
本产品针对这一关键技术问题，采用一种新型的二氧化硅( Si0 2) 作为环氧树脂改性剂。这种Si02有效地阻止了微粒的团聚，使其可稳
定地分散于CCl4、柴油、甲苯、液体石蜡等有机溶剂中。因此采用这种Si02：微粒作为改性剂，可望从根本上解决微粒在环氧树脂介质
中的相容性和分散性问题。系统研究添加工艺及添加量对环氧树脂复合材料性能的影响结果表明，采用这种新材料制备的复合材料的冲击、弯曲、拉伸及电性能得到了明显改善。在应用工艺上，与平高电气现有的生产工艺相结合，得到了具有高力学性能的高压绝缘复合材料。正是由于该绝缘介质的应用，使得本产品局放明显改善，局部放电量降至4PC ，与国内同电压等级产品局放对比如下：
所以，大大增加了该系列产品运行的可靠性与使用寿命。
八、获得荣誉
8.1 专利证书
8.2 科技成果鉴定证书
本产品于2010年12月5日，通过省级科技成果鉴定，鉴定意见为：产品结构合理，设计新颖，工艺先进。产品整体技术处于国内同类产品（35kV 等级）领先水平。
1. 项目产品关键技术之一是：一般电容器耐压达不到能在温度上限、1.15Un 和1.5ln 下长期运行，在2Un 下连续运行4小时不出现闪络和击穿。在暂时过电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性弧光接地过电压）下安全运行的要求。该产品采用的是具有自愈功能的干式高压电容器和大功率无感电阻串联连接后再接到开关的负荷侧，它可有效抑制操作过电压的瞬间振荡和高频电流，使过电压的波形变缓、陡度和幅值降低。
2. 项目产品关键技术之二：可以治理电网中日趋严重的高次谐波危害，现在市场上的滤波装置无不以体积庞大、价格昂贵而著称，少则几十万，多则几百万，使很多用户望而却步。项目产品提供高次谐波低阻抗通道，达到滤除电网中高次谐波的目的，将阻容吸收与滤波功能集于一身。
3. 项目产品绝缘介质固化技术：采用真空浇灌方法，采用sio 2作为固化剂添料，使整台产品局部放电量降至4PC 以下，大大提高了产品的使用寿命和运行安全性能。
4. 项目产品2010年10月经西安高压电器研究院有限责任公司试验认证中心、国家电力电容质量监督检验中心检测，结论为“所检项目的检验结果符合检验依据的相关规定，试品相应性能合格”，检验依据：GB/T 16927.1-1997 高电压试验技术 GB/T 11024-2001 标称电压1KV 以上交流系统用并联电容器。
九、运行报告
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试验与分析
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目 录
一、概述 ................................................................................... - 2 -
二、操作过电压 ....................................................................... - 3 -
2.1 截流过电压 ............................................................... - 3 -
2.2 重燃过电压 ............................................................... - 5 -
2.3 电容传递过电压 ....................................................... - 5 -
三、谐波 ................................................................................... - 6 -
四、各种过电压保护装置应用效果试验 ............................... - 7 -
4.1 无保护装置 ............................................................... - 8 -
4.2 单支金属氧化物避雷器 ........................................... - 9 -
4.3 无间隙保护器 .............................................................. 11
4.4 三间隙保护器 .............................................................. 12
4.5 四间隙保护器 .............................................................. 13
4.6 炉变综合保护成套装置（上海子吉实业有限公司）
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五、炉变综合保护装置应用原理分析 ...................................... 15
六、国内同类产品对比分析 ...................................................... 18
炉变综合保护装置 ................................................................ 21
8.1 专利证书 ...................................................................... 24
8.2 科技成果鉴定证书 ...................................................... 24
九、运行报告 .............................................................................. 26
炉变综合保护装置的应用、试验与分析
一、概述
电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的一种电炉。在电弧炉中存在一个或多个电弧，通过电弧放电作用把电能转变成被熔炼矿石所需要的热能。随着电弧炉的稳步发展，使其在冶炼行业中一直占据着主导地位。
伴随着电弧炉的广泛应用，由于电弧炉变压器不同于一般的电力变压器的运行环境，导致电炉变压器绝缘击穿、烧毀事故就时有发生，给用户造成了无法弥补的经济损失。变压器在质保期内的，由变压器生产厂家免费维修、更换变压器；超出质保期的就得用户自掏腰包重新采购或维修变压器。但是重新定制的变压器仍不能摆脱被烧毁的下场，这就给冶炼厂和变压器生产厂家造成了无法估计的损失，长期以来，许多专家在认识和解决此类问题都产生了误区，把问题指向了电网上的有害谐波，加装了价格昂贵、体积庞大的电抗器、滤波线圈、电容器等组成的滤波系统，投入少则几十万多则上百万，但效果微乎其微。近年来，通过高科技的检测仪器在断路器开断实例中捕捉到纳秒级的电压波形分析，大量的真空断路器的应用产生了高频振荡，暂态过电压，同时大量的非线性负载应用，产生了谐波。这才是对电弧炉变压器匝间绝缘的危害的主要因素，我公司曾联合内蒙电科院、清华大学在内蒙做了40.5kV 真空断路器开断电弧炉变压器的操作过电压保护比较试验，试验证明：在无任何过电压抑制设备的情况下，炉变的最过电压标么值高达4.9，振荡频率高达几百上千赫兹，严重威
胁着电气设备的安全运行。
电弧炉冶炼生产工艺要求变压器操作开关（真空断路器）经常切合变压器的各种电流，从而决定电弧炉变压器不同于一般的电力变压器。真空断路器在操作过程中由于电路状态的突变，电路中的电容、电感等储能元件将产生充电、再放电，使电压的暂态分量叠加，形成操作过电压，切断空载变压器产生的操作过电压，这也正是引起绕组、引线、开关、套管等发生闪络主要原因之一，严重影响变压器的使用寿命，更有甚者造成人身伤亡事故。因此必须对电弧炉用变压器的操作过电压加以抑制，从而保证系统的正常运行。本文针对电弧炉变压器操作过电压产生原因及现阶段电弧炉变压器所用的保护装置保护效果加以比较，从而寻求出一套有效限制炉变操作过电压及谐波的方法及装置。
二、操作过电压
2.1 截流过电压
真空断路器在开断交流电流时，由于其极强的灭弧能力，在电流尚未到达自然零点时，电弧熄灭，电流被强迫截断，这就是截流现象。当真空断路器切电感性负荷时，工频感性电流在过零前被强迫截断，电感负荷储存的磁场能量转化为电场能量 ，引起截流过电压。
实验研究表明：在切断100A 以上的交流电流时，开关触头间的电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的0.5％～5％，约数安到数十安），电弧往往在电流过零之前提前熄灭，产生截流现
象。
下图为切空载炉变等效电路图，图中L T 为变压器激磁电感，C T 为变压器绕组对地电容。
图（一）切除空载变压器等值电路图
断路器开断前，电源在工频电压作用下，流过电流i 为变压器空载电流i L 与电容电流i C 的相量之和。由于C 很小，故i C 可以略去，
则i ＝i L 。
设被截断时i L 的瞬时值为I 0，而电感与电容上电压相等，u L =uC =U0。开断后在电感与电容中储存的能量各为：
W L =12L T I 0 2
12Wc =C T U 0 2
L ，C 构成振荡回路，当全部电磁能量转变为电场能时，电容C 上的电压最大值Ucmax 由下式求得：
U max =L T 2I 0+U 02 C T
若略去截流时电容上的能量，则：
U max ≈L T 2I 0=Z r I 0 C T
Z r L T 称为变压器的特征阻抗。 C T
由此可见，截流瞬间的I 0越大，变压器激磁电感越大，磁场能量
越大。寄生电容越小，使同样的磁场能量转化到电容上，则可能产生很高的过电压。一般情况下，I 0并不大，极限值为激磁电流的最大值，
只有几安到几十安，可见变压器的特征阻抗很大，可达上万欧，故能产生很高的过电压。
产生这种过电压的原因是流过电感的电流在到达自然零值之前就被断路器强行切断，从而迫使储存在电感中的磁场能量转化为电场能量而导致电压的升高。
2.2 重燃过电压
在电弧炉炉料发生倒塌或过分氧化使钢水沸腾时，电极短路是不可避免了。这时，假如用真空开关开断电炉变压器的过载电流，就可能产生电弧多次重燃造成的过电压。这是因为真空开关的绝缘和灭弧能力都特别强，触头间隙特别小的缘故。由于小的触头间隙不能承受恢复电压，发生重燃是不可避免的。在发生第一次重燃熄弧后，断路器的恢复电压继续升高，在触头开距不够大的情况下，很有可能发生第二次重燃，再熄弧。每一次重燃都是在前一次重燃熄弧基础上发生，触头间的恢复电压也在逐渐升高，击穿反复产生，负载端的电压也就不断提高，容易造成电弧炉变压器绝缘烧毁。
重燃过电压的特点是幅值高，陡度大，对变压器匝间绝缘危害尤为严重。
2.3 电容传递过电压
在冶炼中，由于熔化期中三相负荷变化剧烈，产生很大的冲击电流，而且多是三相不对称的，负荷电流中将有零序分量。即使在精炼期，电弧放电路径和弧隙电离程度的不断变化，负荷电流也不断地不对称变化，负荷电流中也将有零序分量。负荷中的零序分量反映到Y 接的高压绕组上时，将使高压绕组产生中性点电位飘移。在正常运行时，由于三相电位对称，三相绕组和导线对外界感应极小。如果中性点出现对地电压（零序电压），就不可避免地对外界感应，这一感应将通过电容耦合传递给低压绕组。此时，低压侧出现电容传递过电压，其数值可由下式计算：
式中U 2:传递过电压；
U 0:高压侧出现的零序电压；
C 12:高、低线圈间电容；
C 0:低压侧相对地电容。
由于电炉变压器二次电压低，匝数比通常都是非常大，二次绕组上的传递过电压可能数倍于匝数比所决定的电压，这将对低压绕组的绝缘构成危险。
三、谐波
由于电弧炉属于非线性负载（谐波源），所以在冶炼过程中，必然会产品有害谐波，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
由于谐波的存在，使得电压、电流的波形发生畸变，可导致电弧炉变压器的损耗增大，大大缩短变压器使用寿命。
四、各种过电压保护装置应用效果试验
根据苑舜所著一书“开断感性负载时存在一定概率的过电压，而且过电压陡度极大，这对变压器危害极大。考虑到过电压陡度问题，最好的办法是采取R-C 和MOA 配合保护最为理想”。因此，对于变压器的保护主要在于两个方面入手：
（1） 限制过电压幅值，无论哪一种过电压都必须限制在变压器允许范围内。
（2） 抑制高频振荡，避免振荡频率与固有频率发生谐振。 目前，电弧炉在我国冶炼行业所占比重越来越大，然而电炉变压器的运行却并不稳定，各类过电压危害横行，谐波污染也在不断加重。电炉设备烧毁事故屡见不鲜。针对上述现象，我公司联合内蒙电科院、清华大学相关专家在内蒙古进行了40.5kV 真空断路器开断变压器的试验。
使用的过电压保护装置分别为：单支金属氧化物避雷器、无间隙组合式过电压保护器、三间隙组合式过电压保护器、四间隙组合式过电压保护器、电炉变压器综合保护成套装置。原理图如下：
图（二）各种保护装置原理图
4.1 无保护装置
共对 73组开断操作的现场试验数据进行了分析。作为示例，图
（三）给出一次典型的开断变压器的三相负载侧电压波形。
图（三）无防护时的负载侧过电压波形图
如图所示 ，C 相为首开相, 看到多次复燃现象。C 相第1次击穿后 ，在 A、B 两相也开始出现振荡过程 ，这是相间耦合造成的。由于相间耦合造成后两相电流强制过零，等效截流值较高，因而这两相的过电压上升率(陡度) 也较高,1.412×40.5KV ÷1.732=33.1KV(操作过电压的基准值) ，负载侧三相对地过电压峰值分别为A 相132 kV，B 相162kV ，C 相105KV; 其中最高过电压标么值为 4.9；
可见，在没有保护的情况下，现场试验中后两相的相对地过电压均超过了标准规定的范围，很容易出现绝缘事故。
4.2 单支金属氧化物避雷器
图（四）单支避雷器保护波形图
如图所示，普通单支氧化锌避雷器采用星形接线，每相对地接一支，标称5kA 雷电冲击残压为134kV （4p.u.) 。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为121kV （3.7p.u. ）。可见，普通单支氧化锌避雷器可勉强地保护对地绝缘，但是，避雷器限幅不限频，不能有效限制操作过电压频率，如图所示，采用避雷器保护时，系统过电压振荡频率依然非常高，对电炉系统稳定运行依然造成很严重威胁。
4.3 无间隙保护器
图（五）无间隙保护器保护波形图
如上图所示，无间隙保护器，由四组氧化锌阀片组成，采用组合式结构，并以四星形方式连接；其标称5kA 雷电冲击残压相对地为134k （4.0p.u.) 。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为112kV （3.4p.u. ）。但在测试过程中，该产品曾出现中性点对地放电的现象。由于这种避雷器的阀片长期承受运行电压，
应解决相间荷电率
高造成阀片老化而导致寿命降低的问题。同时，该装置同样存在限幅不限频的弊端。
4.4 三间隙保护器
图（六）三间隙保护器保护波形图
如图所示，三相三间隙组合式过电压保护器三相各接一组带有串联放电间隙的氧化锌阀片，接成星形接线后，中性点对地之间再接一组氧化锌阀片；其标称5kA 雷电冲击残压相对地为98kV （3.0p.u.) 。
4.5 四间隙保护器
图（七）四间隙保护器保护波形图
如图所示，四间隙组合式过电压保护器由四组带有串联间隙的氧化锌阀片组成，采用组合式结构，并以四星形方式连接；其标称5kA 雷电冲击残压为119kV （3.6p.u. ）。采用该保护时，变压器侧最大相对地过电压为126kV （3.8p.u. ），超过了其标称5kA 雷电冲击残压。实际运行中，在该保护下切电抗器时，
曾多次出现过真空管外闪络
或开关柜内相间短路的事故。
4.6 炉变综合保护成套装置（上海子吉实业有限公司）
图（八）炉变综合保护成套装置波形图
如图所示， 该装置安装于变压器侧时，变压器侧最大相对地过电压为57kV （1.7p.u. ），大大低于4.0p.u. 。未安装R-C 保护时，截流过电压的振荡频率为1300至1700Hz ，复燃次数均为几十次；安本成套装置保护后，截流过电压的振荡频率降 低为750至900Hz ，复燃次数几乎降为0。因此，炉变综合保护器有效抑制了过电压的幅值，
降低了过电压的振
荡频率，而且大幅降低了复燃率，还能用于吸收系统有害谐波。
综上所述，得出以下结论：
炉变综合保护成套装置在上述所有保护装置中，保护效果是最理想的，不但能够降低过电压幅值，还能够降低操作过电压的振荡频率，同时，由于加装了SY-RCA30-I 型复合式过电压保护器用以限制大气过电压、雷电过电压等，实现了对电炉变压器的全方位有效保护。
炉变综合保护成套装置是由我公司针对电炉变压器特制的大容量的SY-ZR-D 型炉变综合保护装置是专门针对电炉变压器
五、炉变综合保护装置应用原理分析
真空断路器断开时，电炉变压器将与线路杂散电容对地形成高频振荡，从而进一步提高恢复电压的幅值，从运行现场试验表明高频振荡波的幅值可达到电源电压峰值的4～6倍。安装、炉变综合保护装置后，电容的高频特性降低过电压的上升陡度，电阻有效吸收电磁能量以降低过电压的幅值。抑制真空开关发生单相重击穿时的中性点对地过电压，进而在一定程度上起到降低两相重击穿发生几率的作用。
炉变综合保护装置保护原理及试验结果
图（九）是单相电路真空断路器操作过电压原理图。当保护器未接入开关，QF 开断后与L 0组成一个振荡电路，由于C 0很小所以振荡
频率很高、幅值亦很高。当保护器R 1与C 1加入以后电路就改变了。
因为C 1 >>C0, C0就可以忽略不计，此时振荡电路就变成R 1、C 1 和L 0回路了。可以用图（十）来表示。
图（九）阻容吸收器保护原理图
图（十）RCL 振荡电路图 回路中的振荡频率f =ω，其角频率ω可用式（1）来计算 2π
2 ω2=ω0-δ2 式（1） 式中 ω0=
δ=1, LC R 1= 2L τ
由式(1)可以得出当 R >2
当 R =R C =2L 时，为无振荡衰减波； C L 时，为临介状态，R C 为临介电阻值。阻容吸收器C
的工作原理就是用它来改变电路的工作状态，让振荡电路变成无振荡电路，以此来抑制电路的操作过电压。为了消除电路的振荡，保护器的C 必需足够大，应使得振荡频率至少接近于工频但又不能太大，否
则造成浪费，保护器的R 也必须足够大到接近R C 值，也不能太大，因
为那样不只是浪费还会影响阻容吸收滤波器的作用。
我公司研究人员经过无数次的研究、试验，发现工业用真空断路器电路中的L 0和C 0大致有一个范围，可以用一种或少数几种规格的阻
容吸收器，就能使绝大多数真空断路器操作过电压振荡的频率大大降低，而且其幅值降至约电源电压峰值的2倍以下，从而保障电路安全运行。
当接入阻容吸收器(R1=100Ω，C 1=0.1μF) 振荡电路是L 0、C 1、R 1 回路，这种情况在运行现场测得f 约为50～150Hz 。
在投有加装阻容吸收滤波器的运行现场测到的真空断路器操作过电压振荡的幅值达电源电压幅值的5～6倍。在加装了阻容吸收空器的多处运行现场测得的操作过电压幅值均在电源电压峰值的2倍以下。
炉变综合保护装置是根据文献《谐波抑制和无功功率补偿》王兆安等编著一书中高通滤波原理，加上我们的创新而研制成功的。
在滤除谐波原理在于根据电流特性，为高次谐波提供了低阻抗的通道，从而实现滤除高次谐波的功效。任何电流都有短路特性：什么地方阻抗小，该电流就向什么地方流动。串联谐振是L 、C 在某次频率电流时，发生的谐振：此时，L 、C 串联回路对该次电流的阻抗为零（感抗大小等于容抗大小，且方向相反），对该次电流短路（理论上），这时该次谐波电流几乎都从此处流过。我公司经研究发现：无源在这个通道中，只在本身的直流电阻上消耗一些谐波能量，大部分还都在
谐波源和此L 、C 短路通道中流动，由于感抗和容抗近似相等，所以在L 、C 两端的电压降是很小的，理论上可以认为是零。
当断路器QF 断开后，线路中仍形成一个RCL 回路，如图1。 电容器的充放电电流公式为：
阻抗幅值计算公式如下：
Z =R 2+X 2=R 2+(ωL -12) ωC i =dU C dt
容抗：
X C =1 ωC
阻抗：
X L =ωL
可见，当谐波频率越高，电容阻抗越小，这就提供了谐波电流的一个低阻抗通道，从而达到吸收高次谐波的功效。
另外，由于本产品双回咱设计，内置电抗器与高压滤波电容器组成滤波器，可根据用户要求，滤除某次谐波，真正起到滤除电网有害谐波的作用。
六、国内同类产品对比分析
目前主要使用的过电压保护装置有阻容过电压吸收器和氧化锌避雷器两种。
目前，市场上的同类产品主要有以下几种形式：
（1）用“防护型电容器”的。这种电容器是老式油浸电容器，
其极间耐压只有额定电压的2.15倍，比被保护设备的耐压还低，因此可靠性也极低，而且不符合开关无油化的要求，并且体积大，开关柜内无法装下，现已逐步被淘汰；
（2）用几十个甚至上百个低压电容器串联当做高压电容器的。这种做法是因为没有高压电容器迫不得已而采取的办法，这种产品可靠性最低，故障率最高，亦应被淘汰；
（3）加串联间隙的（包括所谓无触点间隙）。有的生产厂家把间隙的放电电压定得很高，如35kV 的产品为85kV ，这和变压器、电抗器的耐压相同，远远高于电机的耐压，根本起不到保护作用。加间隙只是为了保护自己，因为这种产品电容器耐压达不到标准。
（4）复合外套金属氧化锌避雷器
目前市场上的氧化锌避雷器可分为带串联间隙的、带并联间隙的和无间隙三种。
带串联间隙的氧化锌避雷器，亦称组合式过电压保护器（TBP ），俗称“三叉戟”，这种避雷器是因当时其阀片制造水平低，在持续运行状态下阀片的可靠性受到严重影响时，迫不得已才加串联间隙来防止高压直接施加在阀片上，而对间隙带来的各种弊端和缺陷也就只好任其存在。按理，当阀片制造水平提高、耐老化性、热稳定性提高后，能在持续电压下可靠工作时，间隙就应取掉。但实际情况却大大相反，市场上到处可见这种产品，实实令人不可思议。而且被一些生产厂家倾其所能，大肆宣传，也确实迷惑了一些人，但究其实质，实有顾此失彼，画蛇添足之嫌。
增加了串联间隙，也随之带来了新的问题，大家都知道，间隙的放电电压分散性很大，厂家所确定的工频放电电压到用户使用的地方就会变化很大（因大气条件的改变而改变），因此厂家给出的放电电压数据实际上已毫无实际意义。间隙放电时，是靠电弧把两个电极连接在一起的，电弧的温度特别高，而且熄弧非常困难，往往使电极有部分熔化，甚至烧毁电极，电极烧毁后，使间隙变大，放电电压增加，很有可能此后间隙再不放电，避雷器失去保护作用，此外间隙也会使避雷器的伏秒特性变差，放电时冲击系统大，而且延缓避雷器的动作时间。
带并联间隙的氧化锌避雷器，这种并联间隙是为了降低避雷器的残压以使其残压和被保护设备的绝缘相配合，由于带间隙，间隙的弊端和缺陷依然存在，而且由于间隙放电后短接部分阀片，使原有阀片数量减少，结果使其通流能力进一步降低，损坏率增加，可靠性降低。
无间隙氧化锌避雷器，这是避雷器中性能最好的一种，在保护110KV 及以上电压等级的中性点直接接地系统中的过电压有着良好的保护作用，但在保护中压系统的操作过电压也存在着严重的缺点和不足。
无论哪种避雷器在保护操作过电压时还有以下无法解决的问题和缺陷。避雷器是通过放电动作后来限制过电压的幅值，它不能降低过电压的频率（即电压上升的陡度）而带匝间绝缘的设备对频率最敏感，即使是较低的过电压也有可能引起绕组匝间的绝缘击穿，而且避雷器是在过电压达到其动作电压时才能起作用，因此它所保护的设备
仍然要承受最初最高几个周波过电压。在中性点不接地或经消弧线圈接地的电网，当发生单相接地时，健全相的电压升高到线电压，而且允许２h ，这时氧化锌避雷器严重过热而损坏，同样在系统发生谐振时，也会损坏。
七、产品创新点及特点
炉变综合保护装置
(A)结构特点:
本产品将干式自愈式滤波电容器和大功率无感电阻器有机结合；滤波电容器替代了老式的“油浸式电容”，该产品采用的是具有自愈功能的干式高压滤波电容器，这种电容器是名副其实的“保护电容器”，其绝缘水平已完全达到了GB311.1-1997标准的要求。该产品能在温度上限、1.15Un 和1.5ln 下长期运行，在2Un 下连续运行4小时不出现闪络和击穿。在暂时过电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性弧光接地过电压）下安全运行, 与传统的油浸式电容器、低压串联电容器、加串联间隙电容器相比，优点如下：
大功率无感电阻器外形美观，散热性能良好，为SY-ZR-D 型炉变
综合保护装置自身的保护特性提供了可靠的保障。 RWG 型线编式无感电阻器是采用高品质镍铬丝为经线、以增强型无碱玻璃纤维编织而成的平行栅状电阻单元片，再经高温浸渍定型而成，根据设计要求将电阻片单元进行串并联接组合制成不同功率、不同阻值的电阻器。这种电阻器中相邻两根电阻丝中电流方向相反，磁场互相抵消，在电阻器的任何阻值段上残余电感极小，一般只有μH ，因此，电阻器本体功率因数cos Φ可达到0.9999；由于电阻器采用优质的镍铬合金丝，温度系数在20°～1000°范围内为8×10-5Ω/℃，使电阻器阻值运行稳定，可满足任何交流滤波装置对电阻的技术要求。
（B ）技术特点:
本产品为我公司自主研发的最新产品，经过公司研发人员经过不断的研究、论证、试验，最终将阻容吸收器、滤波等功能有机结合在一起。产品结构合理，设计新颖。产品整体技术处于国内同类产品（35kV 等级）领先水平。
该项目产品作用是使回路中的电磁能量，在投切真空断路器操作中有很大部分转变到电容吸收高频过电压，电阻是为了消耗高频的能量，使高频振荡很快的衰减。可延长电流突变的时间过渡过程，使电流的变化率变小，将过电压幅值降至相电压2倍以下。达到吸收过电压之功效。同时，提供高次谐波低阻抗通道，达到滤除电网中谐波的目的，另外，由于滤波电容器在电网运行中能够为感性负荷提供无功功率，能够提高功率因数，改善电网质量将阻容吸收器、滤波、无功补偿功能集于一身。
（C ）应用创新:
本产品采用无机材料sio 2改善绝缘介质电、机械性能，使产品局
部放电量降至4PC 以下，达到国内先进水平。
本产品针对这一关键技术问题，采用一种新型的二氧化硅( Si0 2) 作为环氧树脂改性剂。这种Si02有效地阻止了微粒的团聚，使其可稳
定地分散于CCl4、柴油、甲苯、液体石蜡等有机溶剂中。因此采用这种Si02：微粒作为改性剂，可望从根本上解决微粒在环氧树脂介质
中的相容性和分散性问题。系统研究添加工艺及添加量对环氧树脂复合材料性能的影响结果表明，采用这种新材料制备的复合材料的冲击、弯曲、拉伸及电性能得到了明显改善。在应用工艺上，与平高电气现有的生产工艺相结合，得到了具有高力学性能的高压绝缘复合材料。正是由于该绝缘介质的应用，使得本产品局放明显改善，局部放电量降至4PC ，与国内同电压等级产品局放对比如下：
所以，大大增加了该系列产品运行的可靠性与使用寿命。
八、获得荣誉
8.1 专利证书
8.2 科技成果鉴定证书
本产品于2010年12月5日，通过省级科技成果鉴定，鉴定意见为：产品结构合理，设计新颖，工艺先进。产品整体技术处于国内同类产品（35kV 等级）领先水平。
1. 项目产品关键技术之一是：一般电容器耐压达不到能在温度上限、1.15Un 和1.5ln 下长期运行，在2Un 下连续运行4小时不出现闪络和击穿。在暂时过电压（包括工频电压升高、谐振过电压、单相接地短路和间歇性弧光接地过电压）下安全运行的要求。该产品采用的是具有自愈功能的干式高压电容器和大功率无感电阻串联连接后再接到开关的负荷侧，它可有效抑制操作过电压的瞬间振荡和高频电流，使过电压的波形变缓、陡度和幅值降低。
2. 项目产品关键技术之二：可以治理电网中日趋严重的高次谐波危害，现在市场上的滤波装置无不以体积庞大、价格昂贵而著称，少则几十万，多则几百万，使很多用户望而却步。项目产品提供高次谐波低阻抗通道，达到滤除电网中高次谐波的目的，将阻容吸收与滤波功能集于一身。
3. 项目产品绝缘介质固化技术：采用真空浇灌方法，采用sio 2作为固化剂添料，使整台产品局部放电量降至4PC 以下，大大提高了产品的使用寿命和运行安全性能。
4. 项目产品2010年10月经西安高压电器研究院有限责任公司试验认证中心、国家电力电容质量监督检验中心检测，结论为“所检项目的检验结果符合检验依据的相关规定，试品相应性能合格”，检验依据：GB/T 16927.1-1997 高电压试验技术 GB/T 11024-2001 标称电压1KV 以上交流系统用并联电容器。
九、运行报告