14KV电机真空接触器过电压的危害及防护

1、1.14KV电机真空接触器过电压的危害及防护一、目前抽油机井对1.14KV电动机保护举措抽油机井口配电柜目前采用的是两个125A真空接触器分别限制电机37-45KW电机运行和电容投入,电机的保护设备有1.14KV断路器和电机综合保护器,断路器和电机保护器的保护只是在出现短路故障、缺相、堵 转和过电流时才起保护跳闸作用,对操作真空接触器时,电动机内产生的 操作过电压不能起到预防作用.从技术上来说没有设备对操作过电压起抑 制和预防作用装置,因此应采取相应的举措来抑制产生的操作过电压,以 保护电气设备能平安可靠地运行.二、真空接触器操作过电压的产生及危害2.1 截流过电压真空接触器开断小电流时的截流

2、现象,是由于电弧电流较小,阴极斑 点提供的金属蒸气不够充分和稳定引起的,真空电弧由阴极在分断瞬间受 热金属蒸发而形成,电弧使电极外表出现一些斑点,这些斑点上的金属会 不断融化来维持真空电弧.而开断大电流时金属蒸气充分蒸发,电弧比拟 稳定,会在工频电流自然过零时熄灭.实验,开断几百到几千安的交流电 流时,一般不会发生截流现象,而开断小电流时,由于弧柱扩散速度太 快,阴极斑点附近的金属蒸气压力和温度剧降,使金属斑点的蒸发不能维 持弧柱的扩散,造成电流在到达零点之前的某一瞬时值时发生强制熄弧, 而形成截流.由于电流被忽然切断,具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,截流过电压的频率

3、较高,一般可达数千赫兹,高频率必然伴随着高的电压陡度；感性负荷容量越小,过电压越高,道主 要是由于感性负荷容量越小,那么回路中杂散电容也越小,因此,在开断空 载变压器或小容量电机时,将产生危险的截流过电压.2.2 屡次重燃过电压屡次重燃过电压是由于弧隙发生屡次重燃,电源屡次向电机电容进行 充电而产生的.在真空接触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,如果触头间开距不够大,两个 电压叠加后就会使弧隙之间发生击穿,接触器的恢复电压就会升高.如果 触头开距增的不够大,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,屡次的充放电振荡,触头间的恢复电压逐

4、级升高,负载端的 电压也不断升高,致使产生屡次重燃过电压,损坏电气设备.三、1.14KV电机的绝缘耐压水平对于在运行中的高压电动机,具相对地和相对相之间的绝缘所能承受 的过电压数值计算公式如式(1)所示.一般电动机1分钟工频耐压值 为：2Ue+1.对运行的电动机取上述耐压值的75%即电动机的冲击耐压值为：Us=V2 (2Ue+1) X 1.15X75% 1)式中：Us电动机的冲击耐压值,kV; 1.15电动机绝缘的冲击系 数；Ue电动机的额定电压,kVo那么1.14kV电压等级电动机具相对地和相对相之间绝缘冲击耐压水 平为：Uo=V2 (2X1.14+1) X 1.15 X75%=3.8 kV

5、真空接触器操作过程中,产生过电压的时间短,电压幅值上升快,滞留在电机内的电压能在瞬间升高到额定电压的7-9倍,也就是说电压能达到7-9KV,远远超出了电机的耐压水平,如不能及时抑制该过电压,对电 机的危害很大.四、采取的举措4.1 抑制操作过电压的工作原理利用降低恢复电压上升陡度,降低振荡频率,减少负载波阻抗,能有 效降低过电压幅值.电容 C除可降低过电压幅值外,主要用以减缓过电压 上升陡度,由于这种过电压在极短时间内发生,du/dt很大,容易造成电机进线绕组匝间击穿,所以要降低匝间电压并使匝间电压分布均匀,其次 到达降低截流过电压的目的；电阻R可消耗高频振荡电能,抑制截流过电压幅值,阻容保护

6、器是一种保护效果较好的举措.4.2 三种RC保护器的比照目前有三种形式的RC保护器举措,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.(1)普通型RC保护器电机正常时,使用能到达抑制过电压的要求,但是电机发生单相短路 时电容电流过大,导致 RC保护器电阻烧损.(2)不接地RC保护器解决了因电容电流过大烧电阻的问题,但对于相对地之间的高频振荡 没有消除,使得对地保护欠佳,油井电机也不宜使用.(3)双路RC过电压保护器采用R1、C1主要保护对地,选用电容量较大的C1用来吸收相间回路存储的能量；C2的接入消除了对地电路中的高频振荡,又解决了对地 电流过大RC装置的电阻烧损问题,一般取值 R1=10QQ/10W ;C1=0.47 以 F; C2=0.01 0.1 以 R结束语：对于长期处于野外作业的抽油机电机损坏的原因有很多,如油井本身 出现问题抽油杆断脱、抽油杆卡、负荷不平衡、电压缺相、各种开关元器 件故障、电机本身缺陷、电机轴承老化、天气原因等都可能造成电机损 毁,对于这些问题,我们要通过每天的巡视和定期的检查、调整、润滑等 多方面的工作,延长电动机的使用寿命；在电动机修理过程中,从提升电 机绝缘水