真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对
2019年安监局特种作业操作证高压电工作业模拟试题及答案(三十八)20190420
2019年安监局特种作业操作证高压电工作业模拟试题及答案(三十八)20190420一、判断题(共70题,每题1分,满分70分)1.电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流(10A或1A),供测量仪表、继电保护自动装置、计算机监控系统用。
(错)2.对断路器的运行维护中,雷雨季节雷电活动后应进行特殊巡视检查。
(对)3.一般防护安全用具有携带型接地线、临时遮栏、绝缘垫、标示牌、警告牌、安全带、防护目镜等。
(错)4.电流互感器分为测量用电流互感器和保护用电流互感器。
(对)5.棒式绝缘子一般只能用在一些受力比较小的承力杆,且不宜用于跨越公路、铁路、航道或市中心区域等重要地区的线路。
(对)6.在断路器的运行维护中,六氟化硫(SF6)断路器不需要每日定时记录六氟化硫(SF6)气体的压力和温度。
(错)7.电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在各种线性元件。
(错)8.电流速断保护和重瓦斯保护均不能反映变压器绕组的匝间短路故障。
(错)9.导体电阻的大小与导体的长度成反比,与横截面积成正比,并与材料的性质有关。
(错)10.线路维护是一种较小规模的检修项目,一般是处理和解决一些直接影响线路安全运行的设备缺陷。
(对)11.将电气设备的外露可导电部分(如电气设备金属外壳、配电装置的金属构架等)通过接地装置与大地相连称为保护接地。
(对)12.短路电流通过导体时,会使导体大量发热,温度急剧升高,从而破坏设备绝缘。
(对)13.断路器在合闸过程中,若继电保护装置不动作,自由脱扣机构也应可靠动作。
(错)14.内部过电压与电网结构、各项参数、运行状态、停送电操作等多种因素有关。
(对)15.TT系统是指电源中性点直接接地,而设备的外露可导电部分经各自的PE线分别直接接零线的三相四线制低压供电系统。
(错)16.当使用电磁操动机构时,日常维护工作应同时检查接触器工作熔丝和合闸线圈直流回路熔丝。
(对)17.几个不等值的电阻串联,每个电阻中通过的电流不相等。
真空断路器操作过电压的产生机理及抑制措施
真空断 操作 压的 机 抑制 路器 过电 产生 理及 措施
能力 )还要求在 动、 , 静触头分 开时具有较高的绝缘强
度, 单一的金属材料很难满足要求。因此 , 常用多元合 金或在多孔的高熔点金 属( 如钨 、 铬等 ) 触头上浸渍低
般情况下 ,触头刚断开时 ,电流值越靠近于零
点, 多次重燃过电压 的幅值就越高。 此类过电压的主要
收 稿 日期 : 2 0 — 9 0 09 0 — 8
作 者简 介 : 宋仕 军 (9 4 )男 , 程 师 , 事 电力 系统 运 行 及管 理 工作 。 17_ , 工 从
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6 ・ 9
《 宁夏电力}0 9年增刊 20
会产生 4倍以上的过电压 。
2 . 多次 重燃 过 电压 的特 点 .2 2
《 宁夏电力)0 9 20 年增刊
真空断路器操作过电压的产生机理及抑制措施
宋 仕 军
( 宁夏吴忠供 电局, 宁夏 吴忠市
7 10 ) 5 10
摘
要 : 结合 真 空 断路 器 灭弧 特性 , 分析 了真 空 断路 器产 生操 作过 电压 的机 理 及 特 点 , 提 出 了抑 并
制 真 空 断路 器操 作 过 电压 的措 施 。 关键 词 : 真 空断路 器 ; 操 作过 电压 ; 抑制 措 施
( )重燃过 电压 比截流过电压 的幅值高、频率高 1
( 兆赫级 )波头很陡 , , 使绕组上 的过电压集中分布在首 端, 对绕组引线入 口附近的匝间绝缘造成严重威胁。
( ) 于 电缆线 路 , 然重 燃 过电压 平均 值 随着 电 2对 虽
缆长度的增加而降低 ,但电缆长度使在振荡 中积储 的 能量增加 , 故重复击穿时过电压的概率也会增大。
真空断路器的操作过电压及保护措施
一
12 4一
中国新技术新产 品
穿 , 重复上述过程 。这就是 将 所谓多次重燃过 电压 。 1 3三相同时截流过 电压 三相同时截流过 电压是 由于断 路器首先 开 断相弧 隙产生重燃时 , 流过该弧隙 的高频 电流 引起其余两相弧 隙中的工频 电流迅速过零而产 生 的。还以图 1 为例 , 隙 A是首先 开断相 , 如弧 在其开 断时发生重燃 , 则在 电源 电压通 过 和 弧 隙 A向负载侧的 C 和 c 。 。充电时 , 流过弧 隙 A的高频振荡 电流 i 将通过 C 和 C 。 。同时流过 弧 隙 B和 c其流通路径 如图 l ( 虚线部分 ) i , 如 的幅值足够大 , 当它 的流 向与弧隙 B和 c中 则 的工频 电流方 向相反而且断路器熄 灭 高频 电流 电弧 的能力相 当强 时 , 可 就 能使流过该弧 隙的电流突然下 降到零 而熄弧 。此时 L 将 向 c 和 c 。 。 充电 , 从而产生类似于截流作用 引起 的过 电
下降 ,因而弧隙 A两端的电压迅速 . 上升 。如果弧隙 A的触头开距增大 ~ 得不够快 , 致使 其耐压强度在某一 瞬时低于弧隙 A两端 的电压 , 弧 则 隙 A将发生击穿。 此后 , 电源将对负 载侧 电容进行 充电。当此充 电回路 损耗较小时 , 负载侧 的 A 和 Bc之 问 可 能达 到 的最 高充 电 电压 值 将 高于电源 电压 。 设
过 电压是 由于电路 中存 在着电感 、 电容储能器件 , 在开关 操作瞬间放 出能量 , 电路 中产 在 生电磁振荡而 出现 的。解决 的方 法通常有两种 :一种是用 限制过 电压幅值的避雷器 。另一 种是用 降低 以至消 除振荡 过 电压 的 R C 0L DL 装 置。 图5 图6 2 氧化 锌避 雷 器亦 称 氧化 . 1 3结论 锌 压敏电阻 , 其作用不仅能 防止雷 电引起 的外 3 真 空断路器 开断产 生的三种 过 电压危 . 1 部 过电压对电气设 备的损害 , 能防止因开 、 而且 应采取保护措施。 断电器设 备的内部操作 过电压对电气设备的损 及 电气设备的安全运行 , 3 可以在负 载 回路 中加装避 雷器或 R c . 2 - 害。 氧化锌避雷器具有 良好的伏安特 陛, 正常运
真空断路器的过电压及其防护范文
真空断路器的过电压及其防护范文真空断路器是电力系统中常见的一种保护设备,主要用于隔离和断开电路中的故障电流,以保护电气设备和系统的安全运行。
在正常运行情况下,电力系统的电压和电流都处于稳定状态,但在某些特殊情况下,如雷击、操作失误等原因造成系统中发生过电压,可能会对电力设备造成损坏甚至故障,因此需要对真空断路器进行过电压防护。
过电压是指电压突然上升到超过额定值的情况,分为暂态过电压和持续过电压。
暂态过电压是指瞬间出现的高电压冲击,常见的有电力系统雷击、电动机起动、线路跳闸等引起的暂态过电压。
持续过电压是指电力系统电压长时间超过额定值,常见的有灯泡烧毁、电动机轴承断裂等导致电压不稳定的持续过电压。
过电压会对真空断路器的绝缘性能和脱扣特性产生影响,因此需要采取一些防护措施来保护真空断路器的安全运行。
首先,针对暂态过电压,可以采取以下防护措施。
一是在电力系统中设置避雷器,用于吸收雷击过电压,阻止其进入系统;二是在真空断路器前端设置过电压保护装置,用于检测系统中的过电压,并及时将真空断路器脱扣,避免过电压对设备的破坏;三是应在系统的高压侧设置电压分压装置,将过电压限制在允许范围内。
对于持续过电压,可以采取以下防护措施。
一是在真空断路器前端设置电压稳定器,用于稳定系统电压,避免持续过电压对设备的损害;二是在系统中设置过电压保护装置,当电压超过额定值时,能够及时将真空断路器脱扣,以保护设备的安全运行;三是应通过合理的系统设计,如增加负荷的接入点,调整系统的供电方式等,来分散和稳定电压,避免持续过电压的产生和影响。
除了以上的防护措施,还需要定期对真空断路器进行检测和维护,以保障其正常运行。
检测内容包括绝缘电阻、灭弧室压力、接触温度等,维护工作包括清洁、润滑、防尘等,以保持断路器的良好工作状态。
同时,还需要对操作人员进行培训,提高其对真空断路器过电压防护工作的认识和能力。
总结起来,真空断路器的过电压防护是电力系统中重要的安全保护措施。
真空开关断合高压电动机过电压保护措施
真空开关断合高压电动机过电压保护措施2007-7-26 作者:作者:吴春成辽宁公路水泥厂在水泥企业中磨机、排风机、空压机、水泵、破碎机等大型设备很多是用高压电动机拖动。
这些设备都是频繁起动、停止,对其起停控制多数是采用真空开关。
与少油断路器相比,真空开关具有开关次数多,检修量小等优点。
但据有关资料介绍,真空开关在断合过程中将产生操作过电压。
过电压一般为额定电压的2~4倍,最高时可达6倍,从而易使定子线圈击穿。
我厂新安装的煤磨JSQ157-10,260kW,6kV高压异步电动机采用ZN5-10型真空开关控制,同时在回路中装设氧化锌压敏电阻作为电动机过电压保护。
1999年1~2月,电动机定子线圈2次被击穿而短路烧毁,损坏新电动机2台,分析其原因是在起停过程中操作过电压所致。
为防止第三台新电动机被击穿和其余9台高压电动机发生类似事故,必须对过电压进行研究找出预防措施。
1 真空开关操作过电压的产生1)截流过电压:真空开关在开断感性负荷时,由于开关本身灭弧装置的作用,在电流从峰值降到自然零点前电弧熄灭,电流突然被截断而产生截流现象,在负载侧产生较高的电压,这种开断过程中产生的过电压称为截流过电压。
电动机在起动状态下真空开关切断时截流过电压值相当高,因为电动机在起动时,起动电流值最高是额定电流的6~7倍,由磁场能量转为电场能量相当大,此时真空开关断开电动机将产生相当高的过电压,对电动机的绝缘威胁更大,因此要尽可能避免在起动过程中断开电动机。
2)多次重燃过电压:真空开关在切断高压感应电动机时,在电流过零后因触点开距很小,承受不住恢复电压的作用就会发生重燃,在回路中将会出现高频电流,高频电流过零时电弧又熄灭,接着又可能出现重燃熄灭过程,这时负载侧发生电磁振荡,产生更高过电压。
重燃过电压波头极陡(d U/d t大),电压幅值高,将集中在电动机首端几匝绕组上,使电位分布不均匀,造成匝间击穿,真空开关在切断电动机时,最主要危害是高频重燃过电压。
真空断路器的操作过电压及其防护措施
巡
文。 何玉琴 燕红侠 ( 淮北新 宇工贸有限责任公 司 安徽 淮北 临涣选煤厂机 电科作辽 电压及 其防 护措施
摘 要 :随 着 高压 开 关 无 油化 改 造 ,真 发 生连 续 多 次 的 重击 穿 ,因 此 ,过 电压 值 空断路 器应 用越 来越 普 遍 ,其操 作 过 电压 并 不 高 。 问题 也 显得 尤为 突 出 。通 过 对 其操 作 过 电 4、接 通过 电压 压 的 分 析 , 详 细 介 绍 了 几 种 抑 制 截 流 过 电 当真 空 断 路 器在 接 通 电路 时 ,触 头 间 压 和 多 次 重 燃 过 电压 的 防 护 措 施 。 距将 逐渐变小 ,在触 头机械 地接触 前 ,会产 关键 词 : 空 断路 器; 电压 ; 流 ;电 生预 击 穿 ,这样 就有 高频 电流 流过 。接着 , 真 过 截 弧 重燃 ; 化物避 雷器 ; 氧 Rc 保 护 装 置 ; R 过 便 在高 频 电流 零 点处 进 行 开 断 . 与开 断 时 L 电 压 抑 制 器 的情 况一样 ,也会 出现过 电压 。只不过 在接 通时 ,随着 触头 间距 的逐 渐变小 ,触头 间耐 引 言 真 空 断 路 器 是 指 触 头 在 真 空 中 关 合 、 压 值 也随 之 降 低 ,过 电压 的 峰 值 因而 也 受 开断 的断路 器。我 国正在开发 1l 0kV 电压 到 抑制 ,故 不会 产 生过 高 的过 电压 。 等 级 的双 断 口真 空断 路 器 。真 空 断路 器 以 三 ,过 电 压 的 防 护措 施 具 备 良好的 灭弧特性 ,体 积小 ,重量轻 ,操 l、 开发 和 制 造 低 截流 水 平 低 重燃 率 作 功率 小 ,动 作快 , 开断 容量 大 ,不产生 高 的 真 空 断 路 器 压 气 体 及 有 毒 气体 ,无 火 灾 及 爆 炸 危 险 , 低 截 流 水 平低 重 燃 率 的真 空 断 路 器的 不 污染 环境 ,适宜 频 繁操 作 , 气寿 命长 , 开 发 和 制 造 与 配 用 的 真 空 灭 弧 室 紧 密 相 电 运 行 可 靠性 高 ,不 检 修 周 期长 的 优 势 ,在 关 ,主 要是 : ( 1)采 用低 截 流水 平的 触头 当今 我 国 电 力 工业 城 乡 电 网 改 造 、化 工 、 材 料 ,在 这 方 面 ,近几 年 来 ,国 内外 在 触 冶 金 、铁道 电气 化 以 及矿 山等 行业 得 到 了 头 材料 的开 发 方 面 有 了快 速 的发 展 ,不 少 广 泛 的 应 用 。但 开 断 电感 回路 小 电 流时 容 新 触 头 材料 相 继 投 入使 用 ,其 截 流水 平 通 易发 生 截 流过 电压 及 电弧 重 燃 过 电压 ,真 常 可控制在 0. 5~1 以下 。( A 2)触 头结构 空 断 路 器 的分 断 操 作过 电压 甚 至达 到 电源 方 面 ,纵 向磁 场 触头 结 构 和 低截 流 水 平触 峰 值 电源的 4. 5倍 ,因此我 们必 须从加 强 头 材料 的结 合 ,既 提高 厂 真 空 断路 器 的 开 运 行 管 理和 采 取 防 护措 施 来 抑 制操 作 过 电 断 能 力 , 又 降 低 了 因截 流 而 引 起 的 过 电 压 ,以 保 证 电 网的 安 全 运 行 。 压。( 3)制 造工 艺水 平 的改 进和 提高 ,尤 二 过 电 压 的 类 型 其 是 一 次封 排 技 术 的采 用 及 彻 底 的长 时 间 1 、截 流 过 电 压 的 烘 烤 去 气和 有 效 的 电流 电压老 炼 ,使 得 真 空断 路 器 有 良好 的 灭弧 性 能 , 当开 真 空 灭弧 室 的 截 流 水平 和 重 燃率 有 了明 显 断 电感 回路 小 电流 时 ,电弧 在 过 零前 就 会 的 降 低 。 熄 灭 ,由于 电流 被 突 然切 断 ,滞 留 干 电机 2 、负载端并联电阻和电容( R c保护装置) 和变 压 器 等 电感 绕 组 中 的能 量 必然 向绕 组 的杂 散 电 容 充 电 ,转 变 为 电场 能 量 ,负载 内部 将 发生 一 个 电磁振 荡过 程 ,直 到将 所 贮 存 的 能量 全 部 损 耗 完为 止 。 在 此振 荡 过 程 中 ,负载 两 端 将 出 现~ 个 过 电 压 ,这 种 过 电 压 叫 截 流 过 电 压 。 对 于 电 机 和 变 压 器 ,特 别 是 空载 或 容 量较 小 时 ,易 产 生较 高 的 过 电 压 ,特 别 是 开 断 空 载 变 压 器时 。 从 理 论 上讲 可以 产 生 很高 的 过 电 压 ,但 由 《 于触 头 和 回路 中有 一 定 的 电阻 产生 损耗 以 及发 生 击 穿 ,对 过 电压值 有 相 当的 抑制 作 博尊羊 摊谁黧 辩壤护 a 健 摊№ 撼辩 蠹b 用 ,但 这 种 抑制 作 用 是有 限的 ,不 能 消 除 在切 断 小 电 流时 出现 的过 电压 。 因此 采 用 在负 载进线端 并 联电 阻 R 和 电容 c 的 真 空 断 路 器对 感 性 负 载操 作 时 ,应加 装 过 串联 保 护装 置 ,可 使过 电压 得 到 抑制 。这 电压 保 护 设 备 。 是 因 为 电 容 器 既 可 减 缓 过 电 压 的 上 升 陡 2 、 多 次 重 燃 过 电 压 度 ,又 可 降低 负 载 的波 阻抗 ,因 而 可降 低 真 空 断 路 器 在 开 断 较 大 的 感 性 电 流 截 流过 电压 。而在 发 生截 流 时 ,电 阻 R 能 ( 电动机 起 动 电流等 ) , 即使截 流过 电 消 耗 负 载 电路 中的 高频 振 荡 能 量 ,使过 电 如 时 压不 成 问 题 ,也 常 会 因 发生 过 电压 而 击穿 压 得 到 有效 地 抑 制 。 而 当 间隙 重 燃时 ,它 电机 的 匝 间绝 缘 。而 这种 过 电压 是 由于 真 又 增 大 了高 频 放 电 电路 的 衰 减 系数 。使 高 空 断 路 器 的 多次 重 燃 而 引起 的 ,故 称之 为 频 电流 迅速 衰 减 和 减小 振 幅 因数 ,并 可 减 多次 重 燃过 电压 。多 次 重燃 过 电压 是 由于 少 重 燃 次数 ,使 多次 重燃 过 电压 得似 明显 弧隙 发 生 多 次重 燃 ,电 源 多次 向电 机 电容 地 下 降 ,甚 至可 有 效地 防止 它 的 发生 。抑 进行 充 电 而 产生 的 。 这 种过 电压 又 可分 为 制 真 空 断路 器操 作 过 电 压危 及 电 机绝 缘 的 首开 相 多次 重 燃 过 电 压和 三 相 同时 截 流 过 R C 保 护 装 置 ,它可 使绝 大 多数 电路 的操 电压 两 种 。 作 过 电压 降至 电源 电压峰 值的 2~2.5倍 3、开 断 容性 负 载 时 的过 电压 以 下。在几种 RC保护装 置中 ,双路 RC过 真 空断 路 器 开断 容性 负 载 的性 能 比 其 电压保 护装 置效果 最好 ,R l C l主要 保护 它类 型 的断 路 器 好 得 多 。 因此 ,一 般 不 易 相 间过 电压 , R1 、Cl 应选择 C1 0.~0. = 1 发生 重 击 穿 。但 是 由于 真空 间隙 的 弧 后介 2 uF,Rl 0 。R2C2主 要保护对地过 =1 0‘ 质恢 复 强 度 不 够 稳 定 和 直 流 耐 压 水 平 较 电压 ,C 2 的接 入是 为 了消 除相 对 地 的过 低 ,仍 有 发生 重 击 穿 的情 况 ,但 其 发生 过 电压 。组 合式 R c 装 置解决 了中性 点不接 电压 的 概率 非 常 低 。 这 种过 电压 偶 尔发 生 地 型 R C 保护 装置 不能 消 除的相 对地 之 间 后 能 很 快地 自动 恢 复 其耐 压 强 度 ,不 致干 的 高 频振 荡 , 同时 又 能 解决 中性 点直 接 接
真空断路器的操作过电压及其防护措施
分 断 操 作 过 电 压 甚 至 达 到 电 源 峰值 电 源 的 4 5 , . 倍 因此 , 我
们 必 须 从 加 强 运 行 管 理 和 采 取 防 护 措 施 来 抑 制 操 作 过 电 压, 以保 证 电 网 的安 全 运 行 。
1 过 电压 的类 型 1 1 截 庑 过 电 压 .
真 空 断路 器 开 断 容 性 负 载 的 性 能 比其 它 类 型 的 断 路
器好 得 多 。 因此 , 般 不 易 发 生 重 击 穿 。但 是 由 于 真 空 间 一
时 , 加 装 过 电 压 保 护设 备 。 应
12 . 多 次 重 燃 过 电 压
真 空 断 路 器 在 开 断 较 大 的 感 性 电 流 ( 电动 机 起 动 电 如 流等 ) , 时 即使 截 流 过 电 压 不 成 问题 , 常 会 因发 生 过 电压 也 而击 穿 电机 的 匝 间 绝 缘 。 而 这 种 过 电 压 是 由于 真 空 断 路 器 的 多次 重 燃 而 引 起 的 , 称 之 为 多 次 重 燃 过 电 压 。多 次 故
升高 。如 此 发 生 第 二 次 重 燃 , 灭 弧 、 重 燃 , 再 再 以致 Nhomakorabea 生 多
次重 燃 现 象 , 次 的 充 放 电 振 荡 , 头 问 的 恢 复 电压 逐 级 多 触 升 高 , 载 端 的 电 压 也 不 断 升 高 , 使 产 生 多 次 重 燃 过 电 负 致
压 , 坏 电气 设 备 。这 种 过 电 压 又 可 分 为 首 开 相 多 次 重 燃 损 过 电 压 和 三相 同 时截 流 过 电压 两 种 。
重 燃 过 电压 是 由于 弧 隙 发 生 多 次 重 燃 , 源 多 次 向 电机 电 电
真空断路器操作过电压对电动机组的影响
20 年 07
第 l卷 7
第 3 期 2
收稿 日期:0 7 0 — I 2 0 — 9 1
真空断路器操作过 电压对 电动机组 的影响
闫向 东
( 山西省万家寨引黄工程管理局 , 山西太原 ,30 2 00 1) 摘 要: 介绍 了真 空断路 器操作过 电压的形成 对 电动机组 的危 害性 , 分析 了影响操 作
Te h i u e t i e ra a s iso n c n q ei t El c rf dAe i Tr n m si n Li e n he i l
Z A GNa - n H N i j nu
ABS TRA CT: hsp p rs msu ee p re c so kn e e oh r cfutd tcin frte t n miso ieb T i a e u p t x ein e fma igt x temi a l ee t o h r s sin l y h h o a n
12C  ̄: D / V - A 因 而得 : () 2 ・
2 真 空断路 器 操作 过 电压分 析
211 真 空断路器截流现 象和截流过电压 ,.
在真 空断路器开 断电流时 , 电流 的表现形式为 真空电弧 , 其实质是 靠 电极蒸发的金属蒸 气来维持 的。当电流变 小时 , 从阴极斑点发 出的金 属蒸气 减少 , 在减少 到低于维持 电弧所需的粒子 密度 时 , 电弧开始不稳 定并最 终导致电弧熄 灭。当真空断路器开 断小电流, 在电流 尚未到达 自 然零点 时 , 真空灭 弧装置 的作 用下 , 在 电弧会熄灭 , 电流就被突然降至零 值, 这就是所谓 的“ 流现象 ” 截 。
将所贮存的能量全 部耗完 为止。 在振 荡过程 中负载 两端将 出现一浪涌 电 压。 如不考虑损 耗 , 浪涌电压 为一 个等 幅振荡 , 则 磁场 中的能量在某一瞬 间全部转 化为 电场 能量 , 电容 ( 即在 负载 上 ) 端的 电压升至最 大 使 也 两 值, 可能得 到的最 大电压值 可 由下式求得 :
真空断路器断开空载变压器的过电压限制
真空断路器断开空载变压器的过电压限制一、切空载变过电压产生原理1.截流过电压产生原理。
截流过电压是指真空开关开断空载变压器的小电感电流时,由于真空开关的强分断能力,出现电流在未到达自然零点前被强行开断的现象。
这主要是由于电弧电流较小时,阴极斑点提供的金属蒸汽不够充分和稳定引起的。
真空电弧主要由电极在分断瞬间受热引起金属蒸发而形成。
电弧使电极表面出现一些斑点,这些斑点上的金属会不断熔化和蒸发来维持真空电弧。
开断大电流时,金属蒸汽充分蒸发,电弧比较稳定,是在工频电流自然过零时断弧。
试验证明,开断几百至几千安的交流电流时,一般不会发生截流现象。
开断小电流时,如空载变压器激磁电流(一般只有额定电流的0.6%~2%)。
由于弧柱扩散速度太快,阴极斑点附近的金属蒸汽压力和温度剧降,使金属质点的蒸发不能维持弧柱的扩散,造成电流到达零点之前的某一瞬时值Ij时发生强制熄弧即截流。
C为变压器对地等效电容,L为变压器励磁电感。
假定截流在i=Ij时发生,即Ij=Imsina,由于截流,使回路中电流变化率di/dt很大,电感上的压降U1=Ldi/dt很大,形成过电压。
从能量角度阐述,截流瞬间,绕阻中储有磁场能量Li2j/2,在电容中储有电场能量CU20/2,这些储存的能量在L—C回路中振荡,振荡频率f0=1/2πLC,由于C值一般很小,所以当全部储能都转化为电场能的瞬间,在电容C上将出现很高的过电压,即截流过电压。
2.切空载变截流过电压中的重燃。
实际上,切空载变压器时,刚截流的初始阶段,触头分开距离很短,触头间介电强度很有限,并按一定的速度逐渐增长,而恢复电压却因高频振荡升高得很快,恢复场强等于介电强度时,发生第一次重燃。
C上的电荷通过C~K~CS回路进行高频放电,其储能迅速消耗掉,C上电压迅速降低到电源电压U0。
当再次断弧时,在高频放电时间内,因部分能量已被消耗掉,故此时的电感电流及其总磁场能比原来小一些,第二次恢复电压的幅值也比第一次小一些。
真空断路器操作过电压分析处理
真空断路器是利用真空的绝缘和灭弧性能构成的开关设备。
它的触头在密封的真空室内分、合电路的,触头切断电流时,有金属蒸汽离子形成电弧,而无气体的碰撞游离,因金属蒸汽离子的扩散及再复合过程非常迅速,从而能快速灭弧和恢复原来的真空度,可经受多次分、合闸而不降低开断能力。
因此真空断路器具有维护工作量小、断流容量大、适宜频繁操作等许多优点,但真空断路器在运行中发生的操作过电压问题较普遍。
真空断路器在接通和分断电路时,都可能发生操作过电压。
真空断路器的触头合闸时一般存在不同程度的弹跳现象,因而发生过电压。
但接通电路时,触头间距随时间增长很快消失,触头间出现的过渡电压呈下降趋势,因此,过电压的峰值一般较低,对设备没有多大威胁。
影响设备安全运行的主要是断开电路时产生的过电压,即截流过压、电弧重燃过电压、三相同时截流过电压。
由于在截流、重燃或三相同时断开时等原因产生过电压,造成设备损坏,且由于真空断路器灭弧能力极强,开断时引起的过电压会造成高压设备绝缘击穿、回路设备故障甚至断路器等损坏、高压开关柜烧毁等事故发生。
真空断路器的操作过电压是由于电路中存在电感、电容储能器件,开关操作瞬间释放能量在电路中产生电磁振荡而实现的。
真空断路器操作过电压的产生真空断路器在开断变压器等感性负载时,产生的操作过电压分为截流过电压、三相同时截流过电压和多次重燃过电压。
1、截流过电压。
真空断路器有较好的熄弧性能,在开断时,可以使电弧在电流过零前开断,截断电流滞留变压器中,此时剩余的能量在变压器电感绕组和散电容间振荡产生较高过电压。
2、三相同时截流过电压。
三相同时截流过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零而产生过电压。
3、多次重燃过电压。
在真空断路器开断负载设备时,灭弧室触头在工频电流过零时分离熄弧。
由于断路器触头开距小,在恢复电压的作用下将发生重燃。
对于电气负载都存在回路,电弧重燃将在回路中出现高频电流。
真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对策
真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对策(1)截流过电压.由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量.对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空载变压器时更危险.从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压.因此特别对感应负载在采用真空断路器作为操作元件时,应加装过电压保护设备.(2)多次重燃过电压.多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向电机电容进行充电而产生的.在真空断路器切断电流的过程中,触头的一侧为工频电源,另一侧为LC回路充放电的振荡电源,如果触头间的开距不够大,两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,断路器的恢复电压就会升高.如果触头开距不够大,就会发生第二次重燃,再灭弧、再重燃以致发生多次重燃现象,多次的充放电振荡,触头间的恢复电压逐级升高,负载端的电压也不断升高,致使产生多次重燃过电压,损坏电气设备.(3)三相开断过电压.三相开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零,致使未开断相随之被切断,在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象,从而产生更高的操作过电压,所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上.在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压.2 采取的措施由于电机绕组存在较大的电感量,以及绕组的匝间电容、对地电容和杂散电容的存在.相当于一个LC振荡回路,根据真空断路器操作过电压产生的机理,当切断小电流时产生过电压危害电机绝缘及回路电路内的电气设备,因此必须采取措施限制操作过电压,以保护电气设备能安全可靠地运行,同时扩大真空断路器的应用范围.目前国内采取的措施有装设金属氧化物避雷器(MOA)、三叉戟过电压保护器(TBP)、组合式过电压保护器(JPB)等,以上三种设备均采用氧化锌阀片作为主要元件,被保护设备的主要技术参数如表1所示.表1保护设备主要技术参数单位:kV保护设备参数 MOA TBP JPB 系统额定电压 6 10 6 10 6 10 电动机额定电压 6 10 6 10 6 10 发电机额定电压 6.3 10.5 6.3 10.5 6.3 10.5 保护器额定电压7.6 12.7 7.6 12.7 7.6 12.7 工频放电电压> 11.0 17.8 16.0 26.0 直流参考电压> 11.3 18.9 10.0 16.5 10.0 17.0 冲击放电电压< 15.0 25.0 15.6 25.2 14.0 25.0 雷电冲击放电电压< 19.0 31.0 18.0 28.8 17.0 29.0 操作波残压 15.0 25.0 15.0 24.8 14.0 24.0根据绝缘配合规程的要求,耐受电压水平最小应超出保护水平15%,同时由于在10kV及以下系统中不接地或经过消弧线圈接地,且当发生单相接地时,健全相电压升至线电压,并允许运行2h,在这种情况下将使避雷器严重过热而损坏.从电机试验电压计算值及表1中所列的保护水平看,MOA 避雷器保护电机的水平最差,TBP和JPB虽好于MOA,但裕度太小,保护性能仍不理想,因此,当真空断路器产生操作过电压时,不能很好地保护电机.目前有些厂家研制并生产了旨在限制真空断路器操作过电压危及电机绝缘的新产品RC阻容吸收器,它可使绝大多数电路的操作过电压降至电源电压峰值的2~2.5倍以下.目前有三种形式的RC保护器,即中性点直接接地的普通型RC保护器;中性点不接地型RC保护器;双路RC过电压保护器.普通型RC保护器存在着当单相短路时电容电流过大导致馈电回路全部跳闸,特别对于有高频分量的场所,使得RC保护器电阻烧损.不接地型RC保护器虽然解决了因电容电流过大而跳闸以及烧电阻的问题,但对于相对地之间的高频振荡没有消除,使得事故发生率略高.双路RC过电压保护器既解决了对地电路中的高频振荡,又解决了对地电流过大和RC装置电阻烧损问题.3 注意的问题目前生产的真空断路器大多数为普通配电型真空断路器,已有不少单位广泛采用,但在发电机回路中装设普通配电型真空断路器仍存在一些缺点和不足:①发电机随着运行时间的延长,其绝缘水平逐渐下降,真空断路器的操作过电压与电机的绝缘水平配合几乎没有多少裕度;②发电机回路断路器的技术性能要求比较严格,使用条件严酷,要求发电机断路器切断直流分量值要大于60%或80%的额定开断电流,普通配电型真空断路器很难达到;③由于发电机本身的电容量(水轮发电机大于汽轮发电机),加上较长的引出线及分支线产生的电容量,如果使用RC过电压保护器,还应加上保护器的电容量,使在发生单相接地时电容电流较大,就会引起不必要的跳闸或在中性点增加设备(如消弧线圈、接地电阻等),从而会引起断电保护复杂化.。
真空开关操作过电压的产生及防范措施
真空开关操作过电压的产生及防范措施【摘要】为了减少真空开关操作过电压对高压电机的损害,有必要弄清真空开关的工作原理,识别产生过电压的原因。
真空断开关在开断电机等感性负载时产生的波陡度很大,幅值很高,直接威胁感性负载的匝间绝缘,是造成电机设备损坏的重要原因之一。
目前抑制过电压的措施有两种,一种是限制过电压幅值的避雷器,另一种是降低过电压振荡频率的阻容(R—C)过电压吸收器。
故对真空断路器操作过电压抑制措施进行研究是必要的,只有采取适当的保护措施,从降低过电压幅值和波陡度这两方面考虑,就能有效抑制或减轻其危害,这对广泛推广真空断路器的应用将起到积极的推动作用。
【关键词】真空开关过电压防范<b> 1 概述</b>真空开关因其开断容量大、开断能力强、开断电弧小等优点,而广泛使用于配电断路器,大负荷起动开关,尤其是在油田大功率(1500KW左右)注水电机起动中应用更为普遍。
由于真空开关断电能力极强而容易产生操作过电压,注水电机属感性负载,在感性负载中,这种过电压幅值高,能达到电源电压的几倍,甚至几十倍,上升陡度快,频率也高,对电网中的负载及其本身负载的绝缘造成一定的影响,甚至会击穿电缆、电机的绝缘层,引起电气事故。
在实际应用中,应对真空开关的操作过电压采取必要的防范措施。
<b> 2 真空开关开断原理</b>真空灭弧室:真空灭弧室是真空开关中最重要的部件,如图1。
真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。
灭弧室内有一对触头,静触头焊接在静导电杆上,动触头焊接在动导电杆上,动导电杆在中部与波纹管的一个断口焊在一起,波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接,动导电杆从中孔穿出外壳。
由于波纹管可以在轴向上自由伸缩,故这种结构即能实现在灭弧室外带动动触头作分合运动,又能保证真空外壳的密封性。
(1)动触杆:动触杆与绝缘杆连接,实现操作动力的转动。
(2)波纹管:波纹管既要保证灭弧室完全密封,又要在灭弧室外部操动时使触头作分合运动,允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距(3)外壳:整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。
真空断路器操作过电压保护介绍
力强 ,老化特 性好 ,能可靠 地耐 受弧光接 地、 电压 互感器 ( ) P 谐振及各种操作过 电压 , T 可在线 电压下长
时间安全运 行 。() 护特性 与外绝缘特 性优 良。保 2保
护特性稳 定,响应快 ,陡波特性好 ,无截波 。 22 TP . B 三相 组合式 过 电压 保护 器 TP B 三相 组 合式 过 电压 保护 器 四个 放 电间 隙和 氧 化锌 电阻 的单元 件 串联 而成 。优 点 : () 1 采用 氧 化锌 电阻和放 电间隙相 结合 的结构 ,使两者互 为保
1 1截流 过 电压 .
因真 空 断路 器 的灭 弧 能 力 强 ,游 离蒸 汽 扩 散 快 ,在开 断感性和 容性 负载 时, 由于 开关本 身灭弧
真 空 断路器在 开断过程 中产 生 的操 作过 电压 直
接威胁用 电设备 的绝缘 , 造成设 备绝缘老化加速 ,甚 至 导致 设 备短路接 地 ,因此对真 空断路 器 的操作 过 电压应 采取 必要 的抑制措 施 。过 电压保 护器应 当满
较高 的过 电压 ,将会危及 其绝缘 的安全 。
1 2 多次重 燃过 电压 . 真空 断路器 触头在 工频 电流过零 分离 时 ,因触
头开距很 小,承受不住恢复 电压的作用 就会重燃 ,回 路 中将会 出现高 频 电流 ,高频 电流过 零时 电弧会熄 灭 ,接着 可能 出现 重燃又 熄灭 的过程 ,由于 负载 振 荡回路 的存在 ,就可能 在负载 侧产 生很 高 的 电压
从 引线 方面 来 比较 两者 之 问的差 别 : () 5 S 1 Y W
3 三 相 组 合 式 过 电 压 保 护 器 与 氧 化 锌 避 雷
器 的 性 能 比较
因 是 电弧 重 燃和 高频 电流 幅 值大 于 工 频 电流瞬 时 值所致 。真空 断路器 开断 高压 电动机 时产 生的操 作
真空馈电开关技术要点及关键技术教材
五、按键操作说明:
1、侧板的钮子开关K的位置 作总开关或单台单独使用时,先将侧板上的钮子开关K,打在“总开关”的位 置
;若作分开关使用时,应打在“分开关”的位置;同时在菜单速写屏里的“系 统状态”也需对应地设置为“总开关”或“分开关”。
2、操作说明 1)按键 复位:按下该键,装置处于复位状态;释放该键,装置从起始位置进入工作状态。 确认:按下该键,执行光标(反白显示)处的操作。 上选:按下该键,可使光标上移,或使反白显示处的参数增加。 下选:按下该键,可使光标,或使反白显示处的参数减小。
-
二、馈电开关的型号说明:
BKD 20 400/1140(660)Z
智能真空 额定电压 额定电流 设计序号 矿用隔爆馈电开关
三、主要技术参数:
1、额定电压:1140V、660V。 2、额定电流:400A 3、断路器的极限分断能力:8000A 4、断路器分断时间:不大于30ms。 5、大于5000A的短路电流:无条件瞬动、切断故
开关的欠压保护
上 选
下 选
确 认
复 位
漏试 (LS)
分闸 (FL)
合闸 (QA )
控制门板 (正面)
门板背面放大元件图
门板正面放大元件图
馈电开关腔内侧板正面元件图
电压转换板 (Z)
保险 (FU1)
万转开关
七芯接线 端子
阻熔吸收 (RC)
电熔器 (C2)
控制变压器(T1)原边 与主线路相连、副边电 压127V,作为吸合线圈 Q1的动作电源和漏电试
2、当线路出现短路、过载、漏电、断相、过电压、欠电压等故障时,开关能自动有 选择、快速地切除故障线路、记忆显示故障参数,并对开关实施闭锁,只有解除 故障,并经人工复位后才能重新合闸送电。
真空断路器操作过电压分析及其保护的改进
使用 J V S RP A A C IT函数控制 图片 的大 小 , 并且记 录控制 信 息到 zo x和 zo y变量 中: om om
fn tnrs em g ( v,aq) u c o i I ae etn n { i ez e
v rne a wX = e t x: v.
重燃过 电压高于截 流过电压 。在第 一次重 燃 又熄灭后 , 路 断 器的恢复 电压上 升更 高 , 因是 高频 灭 弧 , 在极 短 时间 内触 头 开距 尚不够大 的情况下 , 很可 能 又会 发生 第二 次重 燃 , 再熄 弧, 又重燃 , 反复 多次重 燃 现 象。每 次重 燃都 是 在前 一次 熄 弧后的基础上发 生 , 多次 充放 电振 荡 , 头 间的恢 复 电压 和 触 负载端 的电压不 断上 升 , 直至触 头间介 质恢 复强度 的速度 超 过电压恢复速度 , 复 电压 小 于触 头 间隙 的介 质 间电压 , 恢 重 燃 过程 终 止 。
摘 要 : 对真空断路器操作过 电压产生 的原理进行 了分析 , 介绍 TJ种常用 的保护方法 , L 并对 阻容吸收装置进行了改进。
关键词 : 操作过 电压 ; ; 类型 阻容吸收装置 ; 保护方法 中 图分 类 号 :M5 12 T 6 . 文 献 标 识 码 : B 无 论 是 在 发 电厂 , 是 在 变 电 站 、 厂 以 及 其 他 行 业 部 还 工 门真空断路器 的应用 十分 广泛 。 由于 真空 断 路器 灭 弧能 力 强, 开断时引起过 电压造成事故 的事 情时 常发生 。本 文对 真 空 断路器操作过 电压 产生 的原 因进 行 了分 析 , 介绍 了几种 常 用 的保护方法 。并对 阻容 吸收装置进行 了改进 。
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真空断路器操作过电压对电动机的危害分析与限制措施
真空断路器操作过电压对电动机的危害分析与限制措施真空断路器具有灭弧电压低、灭弧能力强、分断速度快、开断容量大、使用寿命长、适应频繁操作等特点,在电力系统中逐渐取代了其它类型开关,得到了广泛的应用。
但真空断路器在开断过程中会产生过电压,若在运行中使用不当,也会造成断路器爆炸等事故,给安全生产带来重大影响。
因此结合生产实际,研究和探讨过电压产生的原因,并采取一定的防护措施是非常必要的。
标签:真空断路器;过电压;防护真空断路器以具备良好的灭弧特性,体积小,重量轻,操作功率小,动作快,开断容量大,不产生高压气体及有毒气体,无火灾及爆炸危险,不污染环境,适宜频繁操作,电气寿命长,运行可靠性高,不检修周期长的优势,在当今我国电力工业城乡电网改造、化工、冶金、铁道电气化行业里得到了广泛的应用。
因此,我们必须从加强运行管理和采取防护措施来抑制操作过电压,以保证电网的安全运行。
在以往的改造中,为消除泄漏点,实现无油化,将制粉系统电动机SN10--Ⅰ型油开关更换为ZN28—10型真空开关,更换开关后,在运行中发现,电动机接线盒处引线相间及相对地间绝缘击穿现象及电动机端部线圈绝缘击穿现象比原来明显增加,后加装了氧化锌避雷器,情况得到改善,但还是不理想,最终,将氧化锌避雷器更换为三相组合式过电压保护器(TBP),问题得到了解决。
下面,我就真空断路器操作过电压对电动机的危害及其限制措施分析如下:1真空断路器操作过电压对电动机的危害真空断路器在开断高压电动机等感性负载时,产生的操作过电压可分为截流过电压,三相同时开断过电压和多次重燃过电压。
截流过电压是由于电流的突然截断而产生的。
当断路器断开后,由于电感中的电流不能突变,只有向负载侧的相地及相间电容充电。
因电容值一般较小,负载侧相地及相间将会出现较高幅值的过电压。
多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向负载侧的电容进行充电而产生的。
因此,电容被充电时可能达到的最大电压数值要大,击穿次数越多,过电压幅值越高。
操作过电压产生的影响因素及其限制措施
操作过电压产生的影响因素及其限制措施摘要:操作过电压是内部过电压的一种,是由于对电力设备的操作,突然改变了系统的运行状态,使系统发生电磁振荡,因此就产生了高于系统本身运行的电压等级,这种很高的电压对电力系统稳定运行会带来很大的危害。
要保证电力系统的稳定运行,必须弄清楚电力系统存在过电压的根本原因,并针对不同的原因采取不同的抑制措施是很有必要的。
文章就简要分析过电压产生的影响因素及其限制措施。
关键词:操作过电压;影响因素;限制措施;管理防范我国正处在经济高速发展的时期,对电量的需求量特别大,电力建设是现阶段非常重要的一个任务,电力建设的好坏直接影响着我国经济的发展速度,可以这样说,电力建设就是我国各行业经济发展的命脉,为经济持续高速增长提供可靠保证,掌控着国家的一切活动顺利开展。
“十二五”期间,我国的电力需求量增速变化了,预计应该在10%上下,这些年大规模扩展电网,全国电力建设联网运行以及智能电网的出现,使得系统的结构和运行方式便得越来越复杂,增加了发生系统性事故和导致大面积停电的概率,在现代化要求的电力系统网络建设中,保证电力系统稳定性和可靠性已经成为电力系统正常运行的最重要的问题。
操作过电压高于正常运行电压,大于原先设备设计的电压等级的额定绝缘水平,会对电力系统设备的绝缘带来极大的危害,从而影响电力系统设备的正常运行,如果该设备是电网中的重要设备,会对整个电网运行的稳定行和可靠性有极大的影响,而且操作过电压由于系统改变的需求,所以操作过电压时常发生。
为了保证电力系统运行的稳定性和可靠性必须在各方面考虑操作过电压,分析其产生原因,并找到相应的解决方法来限制操作过电压,从而将危害抑制到最小,使电力系统能够更稳定的运行,为国民经济的发展提供可靠保证。
1 操作过电压产生的原因电力系统由电源、电感、电阻、电容等元件组成的复杂系统网络。
当这个网络系统内部有开关或是系统出现突发性的事故时,电力系统拓扑网络结构将会发生很大的改变,将从一种稳定的状态变化到另一种稳定的状态,在变化过程中,各个储能元件的能量重新分配,系统将发生L、C振荡,从而可能在某些重要的设备上,甚至可能在全部系统中出现很高数量级的过电压,进而危及电网安全运行,使系统中绝缘薄弱部位被击穿。
真空断路器的过电压及其防护
真空断路器的过电压及其防护真空断路器是一种重要的高压电气设备,广泛应用于电力系统和工业领域。
它的主要功能是在电路中断开或闭合电流。
然而,在电力系统运行过程中,会产生各种各样的过电压问题。
本文将重点介绍真空断路器的过电压问题及其防护措施。
一、过电压问题的原因1. 冲击过电压:电力系统中,当电力负载发生突然变化或故障时,会引发电流和电压的突变,造成电网的冲击过电压。
2. 操作过电压:在真空断路器操作时,由于机械操作、电磁线圈启动和断开等原因,往往会产生瞬态过电压。
3. 接地问题:电力系统中存在设备、线路或接地电流之间的非同步性,也会导致过电压。
4. 自然灾害:如雷电等自然灾害,会产生大量的过电压。
二、真空断路器的过电压问题真空断路器在电力系统中,常常承担着快速接通和断开电流的任务。
在操作过程中,由于电流和电压的突变,会产生以下过电压问题:1. 操作冲击过电压:真空断路器快速接通和断开电流时,电流和电压的突变会引发工频冲击过电压。
2. 分闸弧光过电压:真空断路器在断开负载电流时,由于负载上的电感元件,会引起电容电流和分闸时的爆炸弧光,引发分闸弧光过电压。
3. 合闸冲击过电压:真空断路器合闸时,高频电流和电压的突变,会引发工频冲击过电压。
4. 受电弧影响的过电压:某些特殊操作条件下,真空断路器内部可能会出现受电弧影响的过电压。
三、真空断路器的过电压防护措施为了保护真空断路器及其他电力设备的安全稳定运行,需要采取适当的过电压防护措施。
以下是常见的防护措施:1. 装置类防护措施:(1) 联锁装置:在操作真空断路器前,要求先使真空断路器处于断开位置。
对于高压侧真空断路器,要求低压侧电路也处于断开。
(2) 限流装置:通过加装电感、电容等元件来限制过电压的波动幅度,保护真空断路器免受过电压冲击。
(3) 励磁电阻:通过增加励磁电阻,限制励磁电流,减小电压暂降。
(4) 接地措施:通过合理的接地系统设计,能够有效地分散和消除过电压。
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真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对
文章摘要: 1 操作过电压对电机产生的危害(1)截流过电压。
由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量。
对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空载变压器时更危险。
从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压。
因此特别对感应负载在......
1 操作过电压对电机产生的危害
(1)截流过电压。
由于真空断路器有良好的灭弧性能,当开断小电流时,电弧在过零前就会熄灭,由于电流被突然切断,其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电,转变为电场能量。
对于电机和变压器,特别是空载或容量较小时,则相当于一个大的电感,且回路电容量较小,因此会产生高的过电压,特别是开断空载变压器时更危险。
从理论上讲可以产生很高的过电压,但由于触头和回路中有一定的电阻产生损耗以及发生击穿,对过电压值有相当的抑制作用,但这种抑制作用是有限的,不能消除在切断小电流时出现的过电压。
因此特别对感应负载在采用真空断路器作为操作元件时,应加装过电压保护设备。
(2)多次重燃过电压。
多次重燃过电压是由于弧隙发生多次重燃,电源多次向电机电容进行充电而产生的。
在真空断路器切断电流的过程中,触头的一侧为工频电源,另一侧为LC回路充放电的振荡电源,如果触头间的开距不够大,两个电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,断路器的恢复电压就会升高。
如果触头开距不够大,就会发生第二次重燃,再灭弧、再重燃以致发生多次重燃现象,多次的充放电振荡,触头间的恢复电压逐级升高,负载端的电压也不断升高,致使产生多次重燃过电压,损坏电气设备。
(3)三相开断过电压。
三相开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时,流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零,致使未开断相随之被切断,在其他两相弧隙中产生类似较大水平的截流现象,从而产生更高的操作过电压,所产生的过电压是加在相与相之间的绝缘上。
在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相开断过电压。
2 采取的措施
由于电机绕组存在较大的电感量,以及绕组的匝间电容、对地电容和杂散电容的存在。
相当于一个LC振荡回路,根据真空断路器操作过电压产生的机理,当切断小电流时产生过电压危害电机绝缘及回路电路内的电气设备,因此必须采取措施限制操作过电压,以保护电气设备能安全可靠地运行,同时扩大真空断路器的应用范围。
目前国内采取的措施有装设金属氧化物避雷器(MOA)、三叉戟过电压保护器(TBP)、组合式过电压保护器(JPB)等,以上三种设备均采用氧化锌阀片作为主要元件,被保护设备的主要技术参数如表1所示。
表1保护设备主要技术参数单位:kV
保护设备
参数MOA TBP JPB
系统额定电压6 10 6 10 6 10
电动机额定电压6 10 6 10 6 10
发电机额定电压6.3 10.5 6.3 10.5 6.3 10.5
保护器额定电压7.6 12.7 7.6 12.7 7.6 12.7
工频放电电压>11.0 17.8 16.0 26.0
直流参考电压>11.3 18.9 10.0 16.5 10.0 17.0
冲击放电电压<15.0 25.0 15.6 25.2 14.0 25.0
雷电冲击放电电压<19.0 31.0 18.0 28.8 17.0 29.0
操作波残压15.0 25.0 15.0 24.8 14.0 24.0
根据绝缘配合规程的要求,耐受电压水平最小应超出保护水平15%,同时由于在10kV 及以下系统中不接地或经过消弧线圈接地,且当发生单相接地时,健全相电压升至线电压,并允许运行2h,在这种情况下将使避雷器严重过热而损坏。
从电机试验电压计算值及表1中所列的保护水平看,MOA避雷器保护电机的水平最差,TBP和JPB虽好于MOA,但裕度太小,保护性能仍不理想,因此,当真空断路器产生操作过电压时,不能很好地保护电机。
目前有些厂家研制并生产了旨在限制真空断路器操作过电压危及电机绝缘的新产品RC 阻容吸收器,它可使绝大多数电路的操作过电压降至电源电压峰值的2~2.5倍以下。
目前有三种形式的RC保护器,即中性点直接接地的普通型RC保护器;中性点不接地型RC保护器;双路RC过电压保护器。
普通型RC保护器存在着当单相短路时电容电流过大导致馈电回路全部跳闸,特别对于有高频分量的场所,使得RC保护器电阻烧损。
不接地型RC保护器虽然解决了因电容电流过大而跳闸以及烧电阻的问题,但对于相对地之间的高频振荡没有消除,使得事故发生率略高。
双路RC过电压保护器既解决了对地电路中的高频振荡,又解决了对地电流过大和RC装置电阻烧损问题。
3 注意的问题
目前生产的真空断路器大多数为普通配电型真空断路器,已有不少单位广泛采用,但在发电机回路中装设普通配电型真空断路器仍存在一些缺点和不足: ①发电机随着运行时间的延长,其绝缘水平逐渐下降,真空断路器的操作过电压与电机的绝缘水平配合几乎没有多少裕度;②发电机回路断路器的技术性能要求比较严格,使用条件严酷,要求发电机断路器切断直流分量值要大于60%或80%的额定开断电流,普通配电型真空断路器很难达到;③由于发电机本身的电容量(水轮发电机大于汽轮发电机),加上较长的引出线及分支线产生的电容量,如果使用RC过电压保护器,还应加上保护器的电容量,使在发生单相接地时电容电流较大,就会引起不必要的跳闸或在中性点增加设备(如消弧线圈、接地电阻等),从而会引起断电保护复杂化。