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真空断路器操作过电压对电机产生 的危害及对策的危害及对策 1 操作过电压对电机产生的危害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 表表 1 保护设备主要技术参数单位 保护设备主要技术参数单位 kv 保护设备 参数 moatbpjpb 系统额定电压 610610610 电动机额定电压 610610610 发电机额定电压 6 310 56 310 56 310 5 保护器额定电压 7 612 77 612 77 612 7 工频放电电压 11 017 816 026 0 直流参考电压 11 318 910 016 510 017 0 冲击放电电压 15 025 015 625 214 025 0 雷电冲击放电电压 19 031 018 028 817 029 0 操作波残压 15 025 015 024 814 024 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 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 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 由于发电机本身的电容量 水轮发电机大 于汽轮发电机