浅析真空开关过电压的原因及防护措施

1　引言真空开关使用过程中 ,过电压是广大用户普遍关心的问题 ,为了使广大用户更好的了解产生过电压的过程、原因 ,以便采取有效的防范措施 ,使真空开关得到更广泛的应用。本文结合实践经验 ,从理论上分析真空开关过电压的类型、原因以及防护措施。2　真空开关过电压的类型及原因2 .1　截流过电压当真空开关开断交流小电流时 ,电流由峰值下降到尚未到达自然零点时 ,电弧被熄灭。由于电流被突然中断 ,在电感负载上剩余的电磁能量将产生很高的过电压 ,截流过电压将对电力系统 ,电器设备带来极大的危害。2 .2　多次重燃过电压真空开关在开断三…     

真空开关特性测试系统

各种真空开关正以其优异的性能在煤矿推广应用,但是真空开关的操作过电压却使其所控制的电动机等高压设备的绝缘受到极大的危胁,因此有必要加强对真空开关性能的测定,完善过电压的防扩措施。     

真空开关设备过电压的技术分析

随着技术的发展,真空开关(VSs)和真空断路器(VCBs)在电力系统中的应用不断增多,为了更好地掌握真空开关设备,本文详细分析了真空开关设备的过电压,并介绍了通过过电压现象的模拟所获得的部分研究成果,     

积极开发低截流值的触头材料

1概述最近有机会走访了一些全国有关主要使用真空开关的电力供电部门和工矿企业单位，了解了他们在真空开关使用方面的情况及所遇到的在真空开关操作过程中产生过电压的问题。虽然国内已普遍采用了R－C保护装置或氧化锌避雷器作为真空开关的过电压保护，但仍有很少单位还发生过电压的现象而遭致电气设备被过电压破坏。根据初步分析多数原因是对这些保护装置配合上的不当，若在选用上或参数上配合适当，都可迎刃而解。为了更好地解决操作过电压问题，据了解国内正在大力研究从真空开关本身采用低截流的触头材料以从本质上来解决过电压的产生…     

SN10-10型少油断路器更换为ZN30-10型真空开关理论分析

我局将重负荷的ＳＮ１０－１０Ⅱ型开关更换为ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关,原有开关柜及操动机构不变。由于ＳＮ１０－１０Ⅱ型少油开关触头接触方式为插入式,灭弧及绝缘介质为油,行程长,配ＣＤ１０－Ⅱ型磁操动机构,而ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关触头接触方式为对接式,行程短,配套操动机构为ＣＴ１７型弹簧机构。ＣＤ１０－Ⅱ型电磁操动机构操动力与ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关负载特性是否匹配,以及真空开关在分合过程中很容易产生过电压,而ＳＮ１０－１０型少油开关的过电压值与真空开关相比是很低的,因而产生了过电压抑制问题。文章从ＣＤ１０－Ⅱ型电磁操动机构,真空开关的负载特性,真空开关的过电压抑制、更换是否经济以及在更换过程中存在的问题等方面来论述。     

限制投切高压电动机产生过电压的试验研究

为降低发电厂真空开关投切大型电动机产生的过电压 ,采用三叉戟式避雷器及阻容吸收器 2种保护方式在蒲山电厂进行了真空开关投切碎煤机和给水泵的试验 ,试验结果表明 :阻容吸收器及三叉戟式避雷器均能有效限制操作过电压 ,阻容吸收法略优于三叉戟避雷器法 ;在采用了上述过电压保护后 ,其过电压最高可达 3.2倍相电压幅值 ,最大过电压出现在操作开关侧     

35kV系统过电压试验研究

内蒙古电力科学研究院利用高性能瞬态示波记录仪及阻容分压器，通过对真空开关投切35kV电抗器时的操作过电压现场实测研究，对各种原理、类型的过电压保护装置的保护性能进行了全面的验证和评价，提出了真空开关投切电抗器、电炉变压器的最佳过电压保护方案，成功地将35kV操作过电压限制在2倍以内。     

SNl0-10型少油断路器更换为ZN30-10型真空开关理论分析

我局将重负荷的SNl0-10Ⅱ型开关更换为ZN30—10／1250型真空开关，原有开关柜及操动机构不变。由于SNl0—l0Ⅱ型少油开关触头接触方式为插入式．灭弧及绝缘介质为油，行程长，配CDl0-Ⅱ型磁操动机构．而ZN30-10／1250型真空开关触头接触方式为对接式，行程短，配套操动机构为CT17型弹簧机构。CD10—Ⅱ型电磁操动机构操动力与ZN30-10／1250型真空开关负载特性是否匹配，以及真空开关在分合过程中很容易产生过电压，而SNl0-10型少油开关的过电压值与真空开关相比是很低的．因而产生了过电压抑制问题。文章从CDl0-Ⅱ型电磁操动机构，真空开关的负载特性．真空开关的过电压抑制、更换是否经济以及在更换过程中存在的问题等方面来论述。     

真空开关操作过电压及其防护

结合作者多年从事真空开关过电压的研究经验和前人的研究成果，较系统地阐述了真空开关在操作各类负载（配电网负载、并联补偿电抗器、并联补偿电容器、高压电动机）时，过电压产生的机理及其限制措施。     

变电站10 kV真空开关过电压保护的有关意见

论述了真空开关开断时过电压的形成机理,并参考有关现场试验数据说明了变电站真空开关柜要否用氧化锌避雷器进行保护的原因。     

论开发低截流值触头材料的建议

介绍正在研究中的从真空开关本身采用低载流触头材料，效果显著地解决了真空开关在操作过程中产生的过电压问题。     

真空开关开断并联电容器组时操作过电压EMTP计算模型的设计与分析

根据真空开关开断并联电容器组时的操作过电压产生机理并结合电力系统的典型电路和试验数据,使用Electro-magnetic Transient Program(EMTP)建立了能模拟这种过电压的计算模型,进行仿真计算,使用方便,可靠性和准确性高。     

强化集肤效应抑制快速暂态过电压

GIS隔离开关投切空载母线时能够产生特快速暂态过电压VFTO;真空开关投切电感性负载时能够产生重燃过电压。这些快速暂态过电压具有很高的变化陡度,能够在电力设备绝缘上不均匀分布,产生严重危害。提出了强化集肤效应抑制快速暂态过电压的方法,它是在导电杆上套上高频磁环串,再在磁环串外套上电阻筒,由此构成同轴结构。此结构能够产生强化的集肤效应,工频电流频率较低,主要通过导电杆,受磁环和电阻的影响很小;快速暂态过电压频率很高,受高频磁环的影响显著,被迫通过外层电阻,从而产生幅值和陡度的衰减。通过模拟试验表明,这一方法对快速暂态的抑制效果显著。     

电抗器过电压吸收装置应用分析

针对变电站电抗器投切过程中易产生过电压,导致真空断路器爆炸、烧毁等问题,分析了投切电抗器时过电压产生的机理及常规治理措施的不足。提出通过在电抗器加装过电压吸收装置,达到限制过电压水平、减少过电压对真空断路器冲击的目的。在锡林郭勒电业局220 kV高力罕变电站串联电抗器及220 kV玉龙变电站并联电抗器加装过电压吸收装置后,有效降低了电抗器投切时的过电压水平。     

直流真空电弧强迫开断电弧形态

随着航空270V直流系统的应用,直流开关的需求逐渐增加。现阶段直流开关大多为空气开关,其开断容量较小,使用真空开关将对于提高开断容量具有一定优势。针对航空270V直流用短间隙真空灭弧室进行高频开断实验,研究了直流强迫开断的电弧电压、电流特性,分析了回路参数对直流强迫开断中平均电流变化率di/dt和弧后过电压dv/dt的影响。通过相同开断实验电流、相同电流变化率、不同触头结构情况下开断实验,分析了电弧直径动态特性。强迫熄弧过程中,平板触头电弧直径逐渐减小,纵磁触头电弧直径变化较小并在熄弧前迅速变化。针对不同电流实验,随电流升高电弧直径略有增加。起弧阶段,平板触头电弧直径随燃弧时间呈对数函数增加,而纵磁触头电弧直径基本保持不变。拟合得到平板电弧起弧时直径变化函数,随燃弧时间延长,平板触头电弧直径逐渐增大至大于纵磁触头电弧直径。     

真空断路器的过电压保护

真空断路器的操作过电压严重威胁电力系统和设备的安全.对真空断路器操作过电压的产生及特点进行了分析,对真空断路器的过电压保护提出了解决方案.     

真空断路器投切电动机的操作过电压研究

蒲城发电厂１号发电机厂用系统的６ＫＶ开关于１９９７年更换为北京开关厂生产的新一代６ＫＶ真空断路器和真空接触器。真空断路器具有结构简单,维护方便,运行安全和适于频繁操作等优点,已在电力系统得到广泛应用。     

真空断路器开断并联电抗器过电压试验研究

针对国内35kV与20kV系统真空断路器开断并联电抗器系统事故多发情况,开展35kV系统工况下的现场试验,分析了开断后的暂态过程及过电压的机理,并在实验室进行了20kV系统真空断路器在额定电流下投切电抗器的截流试验,研究截流值和过电压规律。结果表明:截流过电压幅值远小于重燃过电压,多次重燃过电压是真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因;在系统典型额定工况下,300A负载电流下的截流值比100A负载电流下小,真空断路器的截流值随着开断电流的增大而减小的理论在系统额定电流下同样成立。     

Overvoltages caused by switching unloaded cable lines by a vacuum switch

The paper presents results of the studies on overvoltages generated while switching unloaded medium voltage (MV) power cable lines by a vacuum switch. The studies were carried out while switching real MV cable lines and their physical models. It has been found that overvoltages and overcurrents are generated during switching, and that under certain conditions they may reach significant values. These values depend on the source side circuit parameters, on kinematics vacuum switch parameters as well as on parameters of a switched cable line.Abbreviations AR Arc reignition - V_p Test voltages - t_bpn Time without current between subsequent ARs - k_szn Coefficient of ground overvoltage in the source side circuit after AR occurrence - k_swn Coefficient of ground overvoltage in the source side circuit after switching off n AR - k_czn Coefficient of overvoltage in the research circuit after AR occurrence - k_cwn Coefficient of overvoltage in the research circuit after switching off current of n AR - k_pcn Coefficient of overvoltage in the research circuit as an effect of overloading the capacity of the cable line or its physical model as a result of AR     

新型电容器组过电压保护器的现场试验研究

由于真空断路器在合闸过程中可能出现断口预击穿、合闸弹跳、合闸不同期等问题,而分闸过程中可能会出现单相、两相重燃、截流等问题。这些问题都会在真空断路器投切电容器组过程中产生严重的过电压。目前电容器组过电压保护通常采用的金属氧化物避雷器的I型接线并不能完全有效的限制真空断路器因上述问题而产生的过电压。为此设计出新型电容器组过电压保护器,与电容器组串联电抗器并联安装,并进行了现场投切电容器组试验。试验结果表明,对电容器组投切过程中因异常工况所造成的过电压确实起到了限制作用,特别是明显降低了电容器组切除过程中因截流和两相重燃所产生的较高的极间过电压,过电压保护器还可吸收因开关断口预击穿所产生的快波前过电压的能量。过电压保护器的安装,对系统内其它电容器组投切所产生的过电压也有抑制作用。