真空斷路器操作過電壓的防范

1、 真空斷路器操作過電壓的防范 真空斷路器具有滅弧電壓低、滅弧力量強、分斷速度快、開斷容量大、使用壽命長、適應頻繁操作等特點。已在電力、冶金、化工等領域廣泛應用。但真空斷路器在開斷過程中會產生過電壓，若在運行中使用不當，也會造成斷路器爆炸等事故，給平安生產帶來重大影響。 1 過電壓產生的機理 1.1 截流過電壓 真空斷路器在開斷負載設備時，會在電流過零前提前熄弧，產生截流現象，即di/dt ，于是在負載設備上將感應出相應的截流過電壓，即幅值與斷路器的截流水平和負載特性有關。在同樣負載下斷路器的截流值越低，過電壓幅值越小。 1.2 多次重燃過電壓 在真空斷路器開斷電氣負載時，當滅弧室觸頭在工頻電流

2、過零時分別熄弧。由于斷路器觸頭開距小，在恢復電壓的作用下將發(fā)生重燃。大家知道，對于電氣負載均存在著L-C回路，電弧重燃將會在回路中消失高頻電流。在高頻電流過零時，電弧又將熄滅。由于觸頭開距小，又會產生新的振蕩，再次將觸頭間隙擊穿，導致電弧多次重燃。這樣，在回路中將會消失高電壓，其過電壓幅值隨重燃次數增多而增高。這種重燃可能在開斷過程中重復發(fā)生多次，其過電壓值將較高。實際上，過電壓值受斷路器動作瞬間工況的限制，但其電壓幅值也在4倍相電壓左右，對電器負載的絕緣將會造成危害。 1.3 同時開斷過電壓 當真空斷路器運用在開斷電機回路時，由于斷路器的截流現象，加上電機回路都存在著互感和電容，將引起電弧的

3、重燃與高頻振蕩。當第一相開斷后，高頻電流將通過相間互感和電容耦合到其次、第三相上與原有的高頻電流疊加，形成三相電流同時過零點。第一相熄弧時，強迫其次、第三相電弧強制截斷，消失較高過電壓。 2 過電壓的防范 2.1 使用截流值較低的斷路器 由于真空斷路器的截流過電壓與斷路器的截流值有關，截流值越小其過電壓幅值越小。而斷路器的截流值與斷路器觸頭材料有關，因此在斷路器設計選型時應特殊留意選擇合適的觸頭材料，以降低斷路器的截流值，削減截流過電壓。目前，滅弧室觸頭材料多為銅鉻合金，截流值為1 A左右。 2.2 使用R-C阻容回路汲取裝置 真空斷路器的多次重燃過電壓，與負載回路中存在L-C振蕩而消失高頻電

4、流有關，因此使用R-C阻容回路可有效地限制過電壓。R-C回路不僅能限制截流過電壓的幅值，而且可降低多次重燃過電壓的上升陡度。 該裝置由電阻和電容構成。電阻R的作用是增大衰減系數，消耗高頻振蕩電能，電容C的作用是限制過電壓波頭陡度。但使用R-C阻容回路不能完全汲取過電壓產生的能量。 如：6 kV系統所能承受的過電壓值Uq約為 15 kV，取斷路器的截流值Ij=1A；動作時間Td= 2ms；則其過電壓產生的能量為： Qc=IjUqTd=1152=30J 取R=100 ? U=12kV C=0.2 礔，則R-C回路所能汲取的能量為： Qx=1/2CUU=1/20.212 12=14.4J 可見，過電壓產生的能量R-C裝置不能全部汲取。當然增大電容C，過電壓值將明顯下降。但目前大電容質量尚有問題，因此C值一般取0.10.2礔。 2.3 使用過電壓愛護器 過電壓愛護器能較好的限制過電壓。目前較普遍使用氧化鋅避雷器作為過電壓愛護器。但氧化鋅避雷器對于小電流接地系統還存在一些問題：一是運行電壓偏低；二是承受不住間歇性過電壓和諧波過電壓；三是不能很好地發(fā)揮氧化鋅避雷器的優(yōu)勢。 在電動機回路使用氧化鋅避雷器時，因其接在相與地之間，其愛護范圍是相與地之間的過電壓