消弧线圈的工作原理

（一）消弧线圈的工作原理

1．消弧线圈的结构

消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈，线圈的电阻很小，电抗很大。

线圈具有抽头，电抗值可用改变线圈的匝数来调节，铁心具有较大的空气歇，它使电抗值稳定，从而使电压与电流成正比。

2．消弧线圈的工作原理

正常运行时，中性点对地电压为零，消弧线圈中没有电流流过。

图(a)中性点经消弧线圈接地的电路图

如上图(a)所示，单相（如w相）接地故障时，接地点对地电压为零，中性点对地电压上升为相电压，非故障相对地电压上升为线电压，网络的

线电压不变。这与中性点不接地系统相似，此时，消弧线圈处于中性点电

压的作用下，有电感电流I L通过，此电流通过接地点形成回路．加上单相

接地时的接地电容电流I C，两电流方向相反，见相量图(b)。在接地处

和相互抵消，称电感电流对接地电流的补偿，如果适当选取消弧线

圈的匝数，可使接地处的电流变得很小或等于零。从而消除了接地处的电弧，消弧线圈因此而得名。

I L

Ic

图（b）中性点经消弧线圈接地的相量图

（二）消弧线圈的补偿方式

１．完全补偿

完全补偿是使电感电流等于电容电流，即I L=I C，接地处电流为零。从消弧

的角度看，完全补偿十分理想，从产生过电压的角度看，却存在严重的问题。

因为，正常运行时，在某些条件下，中性点与地之间会出现一定的电压，此电

压作用在消弧线圈通过大地与三相对地电容构成的串联电路中，因此时

X L=X C。

满足谐振条件。产生过电压，危及绝缘。

２．欠补偿欠

补偿是使电感电流小于电容电流，即I L

在这种补偿方式下，若因停电检修部分线路，或因系统频率降低等原因使接地

电流减少，有可能出现完全补偿。因此，一般变压器中

性点不用欠补偿，大容量发电机有时采用欠补偿。

３．过补偿

过补偿是使感电流大于电容电流，即I L>I C，单相接地处有感性电流流过。

过补偿既能消除接地处的电弧，又不会产生谐振过电压，这是因为若因停电检

修部分线路或系统频率降低，使接地电流I C=3ωCU X减少，I L>>I C，远离产生谐

振的条件。即使将来电网发展使电容电流增加，由于消弧线圈有一定的裕度，

也有I L>I C，不会产生谐振，可以继续使用一段时间，故过补偿在电网中广泛使

用。过补偿既能消除接地处的电弧，又不会产生谐振过电压，这是因为若因停

电检修部分线路或系统频率降低，使接地电流I C=3ωCU X减少，I L>>I C，远离产

生谐振的条件。即使将来电网发展使电容电流增加，由于消弧线圈有一定的裕

度，也有I L>I C，不会产生谐振，可以继续使用一段时间，故过补偿在电网中广

泛使用。

应当注意：过补偿电流不能超过10A，否则接地处电弧不能自动熄灭。消弧

线圈补偿容量计算公式：Q=KI C U N/

式中Q----消弧线圈补偿容量，KVA；

K----系数，过补偿取1．35；

I C---接地电容电流，A；

U N---额定电压，KV。

如线路三相的对地电容不完全相等，

断路器接通时三相触头不同时闭合，使

中性点与大地之间出现一定的电压。

（三）中性点经消弧线圈接地系统的适用范围

适用范围：

用在不适合采用中性点不接地的3～60KV系统中。

特点：

1．供电可靠性高（与中性点不接地系统相同）。

2．绝缘方面的投资较大（与中性点不接地系统相同）。

3．接地处的接地电流较小，能迅速熄灭电弧（与中性点不接地系统不相同）。