在中壓電氣設(shè)備中,真空斷路器因其體積小、重量輕、可靠性高、維護(hù)方便而受到廣大電力企業(yè)的青睞,也是目前最先進(jìn)的斷路器之一。全市電網(wǎng)10kV斷路器已被真空斷路器所取代。由于真空斷路器的過壓問題對其發(fā)展速度有一定的影響,因此有必要研究過壓的原因,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
一、過壓產(chǎn)生的類型
1.當(dāng)1截流電壓真空斷路器打開交流小電流時,由于滅弧室本身,當(dāng)電流從峰值下降到自然零時,電弧熄滅,電流突然中斷,感應(yīng)負(fù)載上剩余的電磁能產(chǎn)生過電壓,我們稱之為截流過電壓。切斷過電壓不是真空斷路器獨(dú)有的,其他介質(zhì)斷路器也有切斷,但真空斷路器更容易切斷,特別是當(dāng)小電感電流切斷時,切斷值高,過電流倍數(shù)大,會對電力系統(tǒng)造成危害,特別是高壓電器。
2.多次重燃過電壓真空斷路器在打開大電流(如電機(jī)啟動電流等)時,經(jīng)常出現(xiàn)過電壓危害,即使截流過電壓不是問題,也會突破電機(jī)匝間絕緣,主要是由于多次重燃產(chǎn)生的過電壓,稱為多次重燃過電壓。多次重燃過電壓的發(fā)生必須滿足許多條件,因此發(fā)生的概率很小,但一旦發(fā)生,其危害不容低估,因此應(yīng)采取必要的預(yù)防措施。
3.與其他類型的斷路器相比,容載過電壓真空斷路器具有更好的開關(guān)負(fù)載性能,但在切割電力電容器組時,由于真空斷路器間隙弧后介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度不穩(wěn)定,直流耐壓水平降低,可能出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。
二、真空斷路器在使用過程中產(chǎn)生過電壓,對電力設(shè)備的絕緣造成危害。應(yīng)根據(jù)過電壓的類型采取相應(yīng)措施,以減少過電壓的產(chǎn)生和過電壓的數(shù)量。除了真空斷路器制造過程中存在的問題外,還可以通過增加保護(hù)裝置來改變負(fù)載參數(shù)。
1.電容器保護(hù)電感負(fù)載端并聯(lián)電容器,可有效降低負(fù)載阻抗,降低截流過電壓范圍,減緩截流過電壓前緣陡峭,既能保護(hù)感性負(fù)載,防止截流過電壓損壞,又能降低電機(jī)絕緣多次重燃的風(fēng)險。真空斷路器、變壓器或電機(jī)采用電纜連接。由于電纜分布電容大,相當(dāng)于并聯(lián)電容器,效果好。
2.電阻R與電容C串聯(lián)組成RC過壓抑制器,作為負(fù)載進(jìn)線端的保護(hù)元件并聯(lián)組成。它不僅可以減緩過電壓上升的陡度,還可以降低負(fù)載的波阻抗,從而降低截流過電壓。電阻器的作用是增加高頻放電電路的衰減系數(shù),減少重燃次數(shù),減少多次重燃過電壓,甚至有效防止過電壓的發(fā)生。RC抑制器保護(hù)電機(jī)等負(fù)載,效果最好。
3.非線性電阻保護(hù)
普通避雷器與電容器并聯(lián)。普通避雷器可以限制過電壓的范圍,而電容器可以減緩過電壓的急劇上升。采用金屬氧化物避雷器、ZnO壓敏電阻,無消弧間隙,具有半導(dǎo)體晶體管穩(wěn)定性的特點(diǎn),是一種新型的避雷器。當(dāng)電壓升高到一定值時,系統(tǒng)的電阻值很大,電流很小,電阻值下降,并表現(xiàn)出穩(wěn)定的特性。必須指出的是,氧化鋁避雷器應(yīng)與系統(tǒng)電壓一致,電感負(fù)載或電容器組容量應(yīng)適當(dāng)匹配。
4.電感保護(hù)的LR過電壓抑制器由電抗線圈(或飽和電抗器)和電阻串聯(lián)的真空斷路器和電機(jī)供電電纜組成LR過壓抑制器可以抑制過壓的急劇增加和峰值。