开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程
开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程
弧隙电压产生机理
触头分离产生电弧
在开关电器关合和开断小电流时， 触头分离会在弧隙中产生电弧， 电弧的燃烧导致弧隙电压的出现。
电弧电阻变化
随着电弧的燃烧，电弧电阻会发 生变化，从而影响弧隙电压的大
小。
弧隙中气体击穿
当弧隙中的气体被击穿时，会产 生大量的带电粒子，这些带电粒 子在电场作用下运动，形成电流，
从而导致弧隙电压的产生。
弧隙电压变化过程数学模型
电弧电阻模型
建立电弧电阻与电流、弧长等参数之间的数学关系，以描述电弧 电阻的变化规律。
气体击穿模型
建立气体击穿与电场强度、气体压力等参数之间的数学关系，以描 述气体击穿对弧隙电压的影响。
弧隙电压计算模型
综合考虑电弧电阻和气体击穿等因素，建立弧隙电压与电流、时间 等参数之间的数学关系，以计算弧隙电压的变化过程。
影响因素分析
电流大小
电流越大，电弧燃烧 电性能和热性能，对电弧燃烧 和弧隙电压产生影响。
气体成分和压力
气体成分和压力的变化会影响气 体的击穿电压和电弧的燃烧特性 ，从而影响弧隙电压的大小。
开关电器结构
开关电器的结构形式、触头形 状和灭弧装置等都会对电弧的
开断过程电压变化
在开关电器开断瞬间，弧隙上的电压迅速上升， 形成过电压，随着电弧的熄灭，电压逐渐下降。
电压变化影响因素
分析影响弧隙上电压变化的主要因素，如电源电 压、负载电流、开关电器结构等。
仿真结论与讨论
仿真结论
通过仿真研究，得到了开关电器关合和开断小电流时弧隙上电压变化的过程和规律，为开关电器的设 计和优化提供了理论依据。
发展趋势
未来，随着电力系统对开关电器性能要求的不断提高和新能源、智能电网等新兴技术的快速发展，开关 电器弧隙电压变化过程的研究将呈现以下趋势
开关电器开断时弧隙上的电压变化过程
则 式 （ 2） 变 为 ：
R
2
1
2 L LC
满 足 这 一 条 件 时 的 串 联 电 阻 值 称 为 临 界 串 联 电 阻R Lj
R Lj 2
L C
要使这个电路得到非周期性的恢复过程，就必须使串联电阻 R 不得小于
2 L /C ，即电阻要足够大。但是对于电路短路情况来说，R 数值很小，
开关电器开断时 弧隙上的电压变化过程
开关电器开断时弧隙上的电压变化 过程
1.开断三相电路时首开极弧隙上的恢复电压
（1）恢复电压的基本概念
恢复电压(recovery voltage) 开断电流熄弧后，出现于开关一个极的两端子间的电 压。 该电压可以认为是连续的两段，起初是瞬态恢复电压， 接着是工频恢复电压。
u h f E 0 (E 0 U X )1 ( t)e t
恢复电压仍是一个非周期性的过程，且最大值也不会超 过工频电源电压的幅值。
开关电器开断时弧隙上的电压变化 过程
当线路参数L与C为已知定值时，分析电阻R与的数值和作用
电 阻 R 串 联 在 回 路 中 ， 如 令rB ， 即 不 考 虑 触 头 上 的 并 联 电 阻 ，
经过5ms后，B、C两相电流同时过零而电弧同时熄 灭，此时电源的线电压加在两个串联的断口上，如认为 两断口是均匀分布，则每一断口只承担一半电压，但很 快三相电压均向电源电压恢复。
瞬 态 恢 复 电 压 （ transient recovery voltage, 简 称 TRV）：具有显著瞬态特性时间内的恢复电压。
工频恢复电压（power-frequency recovery voltage，简 称PFRV）：瞬态电压现象消失后的恢复电压。
以上的基本概念是根据IEC标准和国家标准给出的。 开关电器开断时弧隙上的电压变化 过程
开关电器关合和开断小电流时弧隙上电压变化过程
触头分离前， 电压达到最大
值
触头分离时的电压变化
触头分离时，弧隙上电压 迅速上升
A
电压上升过程中，弧隙中 的气体被电离，形成电弧
C
B
电压上升速度与触头分离 速度有关
D
电弧的形成和熄灭过程会 影响电压的变化
触头分离后的电压变化
01
触头分离后，弧隙上电压
迅速上升
02
随着电流减小，弧隙上电
压逐渐下降
电压变化对开关电器性能的影响
电压变化可能导 致开关电器的触 点烧蚀，影响其
使用寿命
电压变化可能导 致开关电器的绝 缘性能下降，影
响其安全性能
电压变化可能导 致开关电器的导 通性能下降，影
响其导通能力
电压变化可能导 致开关电器的散 热性能下降，影
响其散热效果
谢谢
压变化
电压升高的影响： 可能导致触头接 触不良，影响开 关电器的性能和
寿命
解决措施：通过 优化开关电器的 设计和制造工艺， 降低触头接触前 的电压变化，提 高开关电器的性
能和可靠性。
触头接触时的电压变化
触头接触 前，电压 逐渐下降
触头接触 时，电压 瞬间下降
触头接触 后，电压 逐渐恢复
触头接触过 程中，电压 变化与开关 电器类型、 触头材料等 因素有关
开关电器关合和开断小电流时弧隙上电压 变化过程
演讲人
目录
01
开关电器关合过 程
02
开关电器开断过 程
03
小电流对电压变 化的影响
开关电器关合过程
触头接触前的电压变化
01
开关电器关合过 程中，触头接触 前，弧隙上电压
逐渐升高
02
开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程
高压Байду номын сангаас器
表征断路器开合电容器组性能的技术参数
• 额定单组电容器组开断电流 是指断路器在额定 电压和其它规定的使用条件下，应能开断的最大 电容电流，而开断中的过电压不会超过制造厂规 定的数值，如2.5倍。 • 额定背对背电容器组开断电流 是指断路器在其 额定电压和其它规定的使用条件下。应能开断的 最大电容电流，而开断中的过电压不会超过制造 厂规定的数值，如2.5倍。 • 额定电容器组关合涌流 是指断路器在其额定电 压和相应于使用条件的涌流频率下能关合的电流 峰值。
高压电器 复燃和重击穿
• 在高压开关设备中有两个专用的名称，用来描写不 同时间内发生弧隙击穿的现象，它们是复燃和重击 穿。 • 复燃是指开关在开断过程中，电弧电流过零后，在 1／4工频周期内，触头间重新出现电流的现象。 • 重击穿是指开关在开断过程中，电弧电流过零后， 在大于1／4工频周期或更长时间内，触头间重新出 现电流的现象。 • 在开断电容电流时，复燃并不产生过电压；只有重 击穿时才会产生过电压。
高压电器
电动机功率对过电压的影响
开断功率较小的电动机，由于开断电流小， 截断电流也小，因此过电压低。开断几千千瓦的 大功率电功机，由于电动机绕组的匝数小、导体 截面大．因而漏感小，电容大，特征阻抗较小， 即使截断电流达20A—30A，过电压仍然很低，不 会危及电动机线圈的绝缘。而开断中小功率的电 动机(如 6千伏，几百千瓦)，过电压较高。如果 过电压太高，则可在电动机每相进线侧与地之间 接上电容及电阻。
高压电器
开关多次重燃对过电压的限制作用
高压电器
开关多次重燃对过电压的限制作用
变压器端出现的过电压也同时加在断路器上，因为此时 发生在断路器上的恢复电压即为电源电压与变压器上电压之 差。如果发生截流时，断路器触头间隙距离尚不大，间隙的 介质恢复强度还比较低，当恢复电压超过断口间隙的介质强 度时，间隙将被击穿，对电源侧发生高频放电，在断口中流 过较大幅值的高频放电电流，间隙两端的电压又下降，变压 器端的电压也被限制；高频放电中止而熄弧后，如果变压器 上的贮存能量没有放完，它又将转化为电压，电压又要升高。 但由于高频放电时一部分能量已释放，因此可能产生最大电 压将减低。如果断路器的介质强度还不高，则可以发生多次 高频放电，直到介质强度超过恢复电压。电路被开断，由于 多次断口击穿放电的结果，变压器上的电压将被限制在某一 数值内。
开关电器关合和开断时电路中电流的变化过程
开关电器关合和开断时电路中电流的变化过程开关电器的功能在于关合和开断电路。
所谓关合，就是通过开关电器的触头的接触，使触头间的电压由电源电压迅速降低到趋近于零；所谓开断，就是通过触头的分离，使触头间的电压由趋近于零的数值迅速增至电源电压。
触头两端电压的这一剧变，必然要在高压电路中引起能量的重新分配，亦即将产生一电磁的哲态过程。
开关电器在工作过程中,应能承受这一由本身操作或别的开关电器操作引起的暂态过程的作用。
在关合和开断的过程中，从对于开关电器的触头抿伤和迅速熄弧而言，最困难的任务莫过于关合和开断短路电流。
但对于开关电器和与之相联的设备的绝缘而言，开断电容性或小的电感性电流却是最危险的。
为此，在介绍具体高压开关电器之前，有必要先对其操作时引起的电路皙态过程进行分析，以便了解其实际工作条件，从而为深入领会每一开关电器的结构、工作原理和技术参数等打下理论基础。
这里先说一下开关电器关合和开断交流电力电路时的电流变化过程。
一、电力系统中短路电流的暂态波形电力系统中可能由于下列原因发生短路而使开关电器中流过短路电流：1由于雷击、操作过电压、绝缘的自然老化或人为的过失造成正在运行的设备或线路发生短路。
2. 在规定的运行条件下将接地短路器接地。
3. 当设备或线路由于某种原因已被短接的情况下，误将开关电器关合。
按照短路的相数以及电源中点和短路地点是否接地的情况，可以分为单相接地短路、两相接地短路、两相不接地短路、三相接地短路和三相不接地短路五种。
它们分别如图2.1所示。
按照短路电流各相数值和波形的不同，它们又可分为两大类：1、远离发电厂的输配电电网中短路；2、发电厂附近电网中短路。
前者的单相和三相短路电流基本相等，而两相短路电流较小;后者则单相短路电流最大,两相短路电流次之,三相短路电流最小。
但是，由于一般开关电器的设计和试验标准都是按三相短路制订的，所以对后一种情况，运行部门都是采取措施将单相短路电流的数值降低到三相短路电流的水平。
开关电器关合和开断时电路中的电流变化过程复习课程
回 路 短 路 阻 抗 Z ( L )2 R 2
短路阻抗功率因数角
tg 1 L R
R
L
e U m sin t
从短路开始计时，i0 0, 可求解得电流表达式：
id
Um z
sin(t )Um
z
Rt
sin()e L
R t
Idmsin(t )Idmsin()e L
式中：Idm Um / Z 。
开关电器关合和开断时 电路中的电流变化过程
电力系统中短路电流的暂态波形
在同一电路情况下，无论开关闭合和系统工作时 发生短路，还是发生了关合短路故障，在电路中出现 的短路电流应是相同的，其等值电路也是相同的。
设 电 源 电 压 e U m sin( t ) ， 为 短 路 发 生 时 的 电 压 相 位 角 ，也 可 称 为 短 路 合 闸 相 位 角 ，L、R 为 短 路 时 回 路 的 等 效 电 感 和 电 阻（ 假 定 为 集 中 参 数 ，且 为 定 值 ）， 则
2 r
，（ kVA R ），
其 中 m C 为 每 一 相 的 电 容 量 （ F ）； 电 容 器 组 安 装 处 的 三 相 短 路 容 量P为d ，
（ kVA ）， 可 得 单 组 电 容 器 组 关 合 时 每 一 相 的 涌 流 幅 值
I ym
Im
01
Im
pd Pc
2 pdpc 3 Ur
短路冲击电流与短路电流稳态幅值之比称为短路冲击系数Kc ：
Kc
Ic I dm
1 e 0.01 R / L
据 统 计 ， 目 前 电 网 实 际 可 能 出 现 最 大 冲 击 电 流 的 情 况 为cos 0 .07 , 86 0 ，
开关电器开断时弧隙上的电压变化过程
当开断时触头上的电压恢复过程发生高频振荡，则恢 复电压的幅值和恢复速度都随之增加，这对灭弧造成 不利的影响。 理想弧隙上的电压恢复过程只取决于电网的参数。而 弧隙上的并联电阻可以改变恢复电压的特性，即改变 恢复电压的幅值和恢复速度。当并联电阻的数值低于 临界电阻时，还可把周期性振荡的恢复过程转变成非 周期恢复过程。从而大大降低了恢复电压的幅值和恢 复速度。即并联电阻可起增加断路器开断能力的作用。 在实际电路中，所遇到的情况并非象上述那么简单， 而要复杂得多。不仅电压恢复过程可能是多频率的振 荡过程，而且线路本身的参数也是分布的，因此计算 只能等效近似地进行。
U X 是间隙两端的电压恢复过程。 在 K 闭合瞬间， 间隙上的电压为
即熄弧电压值，取负号表明与电源电势反向。
，
di L Ri u hf E 0 dt duhf u hf i iC i r C dt rB 1 iC dt ir rB C
对开关电器开断性能来说，在熄弧过程中起重要作用的恢复电压 正是瞬态恢复电压，但它的大小又受到工频恢复电压大小的影响。
另外还有一种分析方法，也符合电工术语标准，即把 恢复电压看成是它的工频分量和非工频衰减分量两部分 叠加。这在数学分析上较为有用，从时间上自始至终将
恢复电压看成是两个分量的叠加。
这两种分法从原则上讲并不矛盾，但不能混淆。这是 两种不同场合的规定，是不同的名词术语，且本身含义 也不同。既不能简单地把恢复电压与瞬态恢复电压等同， 又不能把恢复电压的工频分量就叫做工频恢复电压。
1 R 2 L LC
2
RLj 满足这一条件时的串联电阻值称为临界串联电阻
2 R Lj
L C
要使这个电路得到非周期性的恢复过程，就必须使串联电阻 R 不得小于
开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程
隔离开关：用于 隔离电路，没有 灭弧装置，不能 切断负荷电流
接触器：用于频繁 控制和操作电动机 等设备，具有低电 流控制大电流的功 能
开关电器的基本结构和工作原理
单击添加标题
开关电器的基本结构：包括 触头、灭弧装置、操作机构
和外壳等部分。
单击添加标题
工作原理：通过操作机构驱 动触头运动，实现电路的接 通和断开。在开断小电流时， 弧隙上的电压变化过程主要 是由于电弧的产生和熄灭引 起的。灭弧装置的作用是快 速熄灭电弧，减小对触头的 烧蚀和延长开关电器的使用
电压保护：在控 制电路中设置电 压保护装置，当 弧隙上的电压超 过预定值时，自 动切断电源或降 低电压，以防止 过电压对开关电 器和电路造成损 坏。
短路保护：通过 监测控制电路中 的电流和电压值， 当发生短路故障 时，自动切断电 源或降低电流和 电压，以减小短 路对开关电器和 电路的冲击。
Part Five
Part Three
关合和开断小电流 时弧隙上的电压变
化
关合小电流时弧隙上的电压变化
添加标题
定义：关合小电流时弧隙上的电压变化是指开关电器在关合小电流时，弧隙（触点间的气体通道） 上的电压随时间的变化情况。
添加标题
产生原因：关合小电流时，由于触点间的气体在电流过零时未能充分电离，导致在触点间形成短 暂的电弧。这使得弧隙上的电压在短时间内迅速上升。
添加标题
变化过程：在触点接触瞬间，电流迅速增加，弧隙上的电压随之迅速上升。随着电流的增加，电 弧逐渐扩散并稳定，弧隙上的电压也逐渐稳定。
添加标题
影响：关合小电流时弧隙上的电压变化对开关电器的性能和使用寿命具有重要影响。如果电压变 化过快或过大，可能会导致触点烧蚀或电弧不稳定，从而影响开关电器的正常工作。
开关电器开断时弧隙上的电压变化过程
熄灭条件
弧隙熄灭需要满足一定的物理条件， 如电流减小、触头间距增大、冷却作 用等。
03
CATALOGUE
开关电器开断时弧隙上的电压变化
开断初期的弧隙电压变化
迅速上升
在开断初期，由于电弧的快速燃烧和电流的迅速减小，弧隙电压迅速上升。此时 ，电源电压的幅值远大于弧隙电压，因此弧隙电压的上升速度受到电源电压的限 制。
弧隙的形成
开关电器开断时，触头分离导致电路断开，在断口两侧形成很强的电场。
当电场强度达到一定值时，触头间气体发生电离，形成导电通道，产生电弧。
弧隙的击穿与熄灭：随着弧隙电场的增强，气体电离程度加深，弧隙导电能力增强，最终导 致弧隙被击穿，形成持续的电弧。然而，随着电流的减小和触头间距的增大，弧隙的电场强 度逐渐降低，导电能力减弱，最终导致弧隙熄灭。
THANKS
感谢观看
提高开关电器的设计制造水平
优化开关电器结构设计，提高其机械强度和电气性能，降低 开断过程中的电压变化幅度。
采用新型材料和制造工艺，提高开关电器零部件的耐热、耐 腐蚀和耐磨性能，延长其使用寿命。
加强电力系统的运行维护管理
定期对开关电器进行检查和维护，确保其正常运行和良好 状态。
加强对电力系统的监控和管理，及时发现和处理异常情况 ，防止因开关电器故障引发的电压波动和停电事故。
开关电器开断时弧 隙上的电压变化过 程
目 录
• 开关电器简介 • 弧隙的形成与特性 • 开关电器开断时弧隙上的电压变化 • 弧隙电压变化对开关电器的影响 • 开关电器开断时弧隙电压变化的抑制措施
01
CATALOGUE
开关电器简介
开关电器的定义与分类
定义
开关电器是一种用于接通或断开 电路的设备，广泛应用于电力系 统、电机控制等领域。
开关电器开断时弧隙上的电压变化过程
开关电器开断时弧隙上的电压变化过程当开关电器上的负载被切断时，电流突然中断导致开断过程中的弧隙。
在切断瞬间，弧电流逐渐下降，但是弧电压升高，弧形成并维持在过渡电阻状态。
在这个过程中，产生的电压与电流之间的关系遵循欧姆定律：V=I×R。
弧隙的电阻R是不稳定的，因为它受到多个因素的影响，如距离、温度和气体成分。
因此，弧电压的变化将随着时间的推移而变化。
在开断的初期，弧电压很高，因为弧电流较大，而弧电阻受到较低密度的气体的影响，因此电阻较大。
这种高电压状态可能导致电弧向电器的外部扩散，这是非常危险的，并可能引发火灾。
因此，在正常操作中，通常使用特殊的措施来限制弧电压或控制弧震荡，以确保安全性。
当弧电流进一步减小时，由于电弧的冷却效应增加，电弧电阻也逐渐增加。
这导致弧电压的下降。
随着弧电阻继续增加，电弧电压会迅速下降到一定值。
在这个过程中，弧在断开间隙中的能量被消散，直到弧完全熄灭。
在这个过程中，弧电压会不断减小。
在弧完全熄灭之后，开关电器的电压恢复到它的稳态值。
这时，断路器上不再存在弧现象。
弧电压的变化过程是一个动态过程，受到多个因素的影响。
例如，电钮切换速度、负载类型、电器参数等。
因此，确切的弧电压变化过程可能因具体情况而异。
总之，在开断过程中，弧电压会经历一个上升到高点，然后逐渐下降，直到弧完全熄灭的过程。
这个过程中，弧电压的变化受到多个因素的影响，包括电流大小、弧电阻和断路器参数等。
为了确保安全性，需要采取适当的措施来限制弧电压或控制弧的扩散。
开关电器关合和开断时电路中的电流变化过程
电容器组内电容器单元故障时的涌流
由多台电容器并联成一个电容器组，当 其中任一台电容器发生内部短路（整个 单元全部短路）或外部短路故障时，那 么其它健康的电容器均将向故障电容器 放电而产生涌流。以短路发生在电容器 上电压为最大值时，且各电容器之间的 电感和电阻假定为L3和R3的情况来说明。
iy3
就称为大半波（即幅值大而时间长的电流半波）。而第 2、4、6……个电流半波
（偶数半波）的电流幅值小于I dm
10 ms ，持续时间小于
，这些半波就称为小半波
（即幅值小而时间短的半波）。
开断三相短路时流过开关
电器弧隙的短路电流波形
由于三相交流电路中各相电流过零时刻有先后，在对称 情况下各相电流均相差120°依次先后过零。因此三极断 路器在开断三相电路时，流过各极的电流过零时刻也有 先有后。交流电弧熄弧总发生在电流过零时，三极断路 器开断时也总是在某一极的电流过零时该极电弧首先熄 灭，然后再是其它两极中的电弧或是同时熄灭或是先后 熄灭。又由于三相系统的中性点接地方式和短路形式的 不同，断路器各极在分断时的实际开断电流值和恢复电 压的大小也不相同，即各极的负担不同，有的困难，有 的相对容易。
I e3t cm
sin台电容器工频时工作电流幅值。
（1）电容器故障时与它并联的每台健康电容器上 产生的故障放电涌流与电容量和各台电容器间的 电感有关。
也是现有标准中规定的值。随着电压等级的升高和电网容量的增大， 和时间常
数 T 都会有所变化，使最大短路冲击系数可能再增大。个别发电机近旁发生的短路， 已经取值为 1.9。
4. 角对短路电流的影响： 短路发生时电压相位角 是一个随机值，一般可作为等概率事件来考虑，即
任何 角值发生的可能性是相同的。可见，短路合闸相位角 对短路电流会发生 重要影响。
第三章 开关电器开断时弧隙上电压的变化过程
Ug0=1.414KxUφsinφ
关于线路系数的几点说明
Kz：线路系数 中性点不接地系统:kz=1.5、0.866、0.866 中性点接地系统： kz=1.3、1.25、1 分别对应这三相、两相和单相
电力系统的中性点接地方式： 主要分为两类：中性点接地和中性点不接地两类 而中性点不接地又可以具体分为不接地和经过消弧线圈接地 两种。 根据电压等级，处于3-35kv之间的高压电力系统，大都 是不接地的。而对于110kv及其以上的高压电力系统，为 了降低绝缘投资，都是采用中性点直接接地的。
正序、负序、零序
正序电压、负序电压、零序电压 不对称故障一定伴随着负序（电流），接地故障往往带有零 序（电流） 任何不对称的分量或者向量都可以分解成为3组大小相等旋 转方向不同的零序、正序和负序三组向量。
• 三、固有恢复电压 • 1、开断单频电路时弧隙上的固有恢复电压 • 单频：近发电机点发生短路 • 固有：理想弧隙 • ①、单频电路：一组RLC，二阶方程（对照图3.3、3.7） • 适用于近发电机点发生短路 • 多频电路：n组RLC，高阶方程，多数情况下适合 • ②、不同情况下Uhf的波形 • 令 ，当 R Rlj Rlj 0.5 L C •
工频电流过零后，弧隙上的恢复电压的幅值和上升梯度都是 和下面一个因素密切相关的。这就是 在工频电流过零时， 工频电压的瞬时值Ug0 而这里Ug0的计可以按照下面公式：
Ug0=Ugmsinφ=
2Kq Kd K xU sin
其中Ugm为工频恢复电压的幅值
Uφ为短路前工频电压相电压的有效值 φ为短路电流落后于开关电器安装地点电源电压的相位 角，
第三章 开关电器开断时弧隙上电压的变化过程
本章的知识点分布
1、开断三相短路时首开极上的恢复电压 2、线路系数 3、开断近区故障时恢复电压 4、入射波和反射波,行波理论 5、开断失步故障时弧隙上的恢复电压 6、开断异相接地故障时弧隙上的恢复电压
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开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程
摘要本文分析了开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程，对开断电容性电流时及关合空载输电线时产生的过电压及其造成的危害进行了阐述，讨论了降低过电压方法。
关键词开关电器；电器关合；过电压
1 开断小电流时的过电压
1.1 影响截流过电压的因素
影响截流过电压的因素比较多，主要有以下几个方面：一是断路器开断的电流愈大，截断电流愈大，比如高压变压器的铁心由高质量的硅钢片制成，空载电流很小。
二是电抗器。
电抗器容量大，额定电流也大，容易出现较大的截流和较高的过电压，截流过电压与截流时变压器或电抗器内部的能量损耗有关，损耗愈大，过电压愈低。
三是特征阻抗。
特征阻抗越大时截流过电压越高。
1.2 电动机正常转速下的开断过程
若断路器开断时出现电流截断，也将产生过电压。
如果断路器电动机在空载下运行，电流小，截流值更小，加上电动机的漏感小，特征阻抗不大，因此过电压一般不高。
电动机带负荷运行时，电流大、截流值稍大、过电压稍高。
1.3 在转子几乎不动的情况下电动机的开断
开断转子几乎不动的电动机虽然不属于正常的运行情况，但在运行中仍会出现。
例如在启动过程中，由于继电保护的整定值太低，就会出现启动后立即开断的情况。
转子几乎不动时断路器开断的电流就是电动机的启动电流，它比电机的额定电流大很多倍，因此截断电流也大，过电压也高，容易使电动机线圈的绝缘损坏。
1.4 电动机功率对过电压的影响
开断功率较小的电动机，由于开断电流小，截断电流也小，因此过电压低。
开断几千千瓦的大功率电功机，由于电动机绕组的匝数小、导体截面大。
因而漏感小，电容大，特征阻抗较小，即使截断电流达20A～30A，过电压仍然很低，不会危及电动机线圈的绝缘。
而开断中小功率的电动机（如6kV，几百千瓦），过电压较高。
如果过电压太高，则可在电动机每相进线侧与地之间接上电容及电阻。
1.5 开关多次重燃对过电压的限制作用
变压器端出现的过电压也同时加在断路器上，因为此时发生在断路器上的恢复电压即为电源电压与变压器上电压之差。
如果发生截流时，断路器触头间隙距离尚不大，间隙的介质恢复强度还比较低，当恢复电压超过断口间隙的介质强度时，间隙将被击穿，对电源侧发生高频放电，在断口中流过较大幅值的高频放电电流，间隙两端的电压又下降，变压器端的电压也被限制；高频放电中止而熄弧后，如果变压器上的贮存能量没有放完，它又将转化为电压，电压又要升高。
但由于高频放电时一部分能量已释放，因此可能产生最大电压将减低。
如果断路器的介质强度还不高，则可以发生多次高频放电，直到介质强度超过恢复电压。
电路被开断，由于多次断口击穿放电的结果，变压器上的电压将被限制在某一数值内。
1.6 多次重燃过电压
开关电器在开断小电感性电流时，有时虽然不产生截流，在某些条件下也可
能由于弧隙在恢复电压作用下发生多次击穿而导致被开断的设备上电压逐级升高，形成危险的过电压，由此产生的过电压叫做多次重燃过电压。
因真空开关具有很强的高频熄弧能力，故此种多次重燃过电压多见于真空断路器切电动机、炼钢电弧炉及变压器等感性负载。
2 开断电容性电流时的过电压
2.1 开断电容电流
在线路中主要是在开断空载架空线、空载电缆和电容器组时发生。
此时开断电流是容性的。
而切合空载输电线路和电容器组是电力系统中的一种常规操作方式。
断路器未开断时，断路器中流过电容电流，它超前电源电压90°。
当电弧在电流过零时熄灭，电路被开断。
而此时负载电容上的电压正好是最大值。
2.2 高频电弧熄灭过程对过电压的影响
电容电流开断过程中如果发生重击穿，触头中将流过频率很高、幅值很大的电流，这个电流能比电容器组关合时的涌流还大，如果每次发生重击穿后，高频电流总是在它第一次过零时灭弧，而且每次重击穿又都出现在恢复电压达到最大值时，这样的过程多次重复，理论上的过电压将按三、五、七倍增长。
如果电弧是在高频电流第二次过零时熄灭，则电容电压将振荡到电源电压的相反力向，加上电弧电阻的衰减作用，使得电容上的电压小很多、以后即使再出现重击穿，过电压也不合象原先那样五倍、七倍地增长。
3 关合空载输电线时的过电压
电力系统运行时主要在以下两种情况时需要关合空载输电线路。
一是正常操作的需要，如输电线路检修后投人运行。
二是线路短路故障切除后的自动重合。
1）空载输电线路是一个对地分布电容，可看成是一个电容性负载。
空载长线可用一个链形网络来等效。
在通常情况下，即空线上没有残余电荷和初始电压（如接有电磁式电压互感器，可释放电荷），在关合此空线时，由于电压波在线路上行进到开路末端反射，在线路上最多产生2倍电源电压幅值（三相时指相电压）。
把空载长线简化等效为一个集中的电容负载，并把输电线的电感并入电路的等效电感。
关合空载线路时，过电压与合闸瞬间的电源电压（合闸相位角）和线路的残余电压有关。
2）产生过电压的根本原因是L与C1的振荡造成的。
当空载输电线路上没有初始电压关合时，过电压可达2倍；如空载长线上有初始电压，其极性在合闸时又与电源电压极性相反，则关合时就可能在空载输电线路上出现2倍～3倍的过电压。
3）空载输电线路上具有初始电压的关合情况，通常是在自动重合闸关合时出现。
当空载输电线接在电源上时，其上即为电源电压，当某种原因断路器跳闸分断时，在电流零点熄弧，此时电容上的电压为电源电压幅值，如果电荷无法泄漏或释放很慢，则电压就维持在最大值或某一值；若断路器立即自动重合闸，则就是关合具有初始电压的电容负载；在最严重的条件下，此时就会产生最大可达3倍的过电压。
4 结论
对电压等级220kV及以下的电网，其绝缘水平能够承受3倍以下的过电压。
但对330kV及以上的电网，其绝缘水平均较低，在选择和确定绝缘时允许的过电压倍数，330kV电网取2.75，500kV电网取2.5。
显然在最不利条件下关合空载输电线路时可能产生的过电压倍数已超过其绝缘水平，从而会危及系统绝缘安全，必须采取降低过电压的措施。
现已采用的降低过电压的措施有：一是断路器加装合闸用并联电阻。
二是选相合闸：在关合空载长线时，使断路器在电源电压与初始电压同极性时关合。
参考文献
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