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操作过电压
来源: | 发布时间:2017-11-3 11:34:12 | 浏览次数:

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操作过电压分类:

1.切除空载线路时的过电压

切断空载线路或并联电容器组时,可能引起“电感-电容”回路振荡过程,引起过电压,产生电弧重燃,引起电气设备的多次绝缘闪络或击穿事故。

用开关切除空载线路时,可能在线路或母线侧出现危险的过电压。在工频条件下,由于,空载线路表现为一个等值的电容负荷,所以切除空载长线时产生的过电压与切除电容器组时产生的过电压性质完全相同。

空载线路属于电容性负载。由于切断过程中交流电弧的重燃而引起更剧烈的电磁振荡,使线路出现过电压。其原理如图所示。t1时刻工频电流熄灭,此时线路仍保持残余电压Uc=+Em;t2-t3时高频电弧第一次重燃又熄灭,使线路电压经过振荡达到-3Em;t4-t5时电弧第二次重燃并熄灭,使线路电压达到5Em。如此推演,直至电弧不再重燃、电流最终切断为止。切除电容器等其他电容性负载,都会因电弧重燃而引起上述过程的 。

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电弧重燃具有强烈的统计性,过电压幅值=稳态值+(稳态值-初始值稳态值=Em,初始值=- Em, t3时刻的过电压幅值= Em+[Em -(- Em)]=3 Em以此类推,  t5时刻的过电压幅值为5 Em

限制措施:

--改善断路器性能,增大触头灭弧能力

--采用带并联电阻(约3000 )的开关

--线路上装电磁式放电PT

--并联电抗器

--采用专门的磁吹避雷器

2 .空载线路合闸和重合闸的过电压:

系统在合闸初瞬间的暂态过程中,电源电压通过系统的电感和电容,在回路中会发生谐振,因起过电压。 合闸过电压有计划性合闸操作和故障后自动重合闸。

限制措施:采用带并联电阻的开关

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 图中L为电源和线路的等值电感,C为线路的等值电容,e(t)为交流电源。当开关 K突然合上时,在回路中会发生以角频率 image.png  的高频振荡过渡过程,电容C(即线路)上的电压UC(t)可能达到最大值,即=2Em,Em为交流电源电压幅值。如果合闸前电容C上还有初始电压,合闸后振荡过程中的过电压 image.png    还可能达到3Em,线路自动重合闸时就会有这种情况。

变压器是电感性负载,同时对地还有等值电容。当断路器K突然切断电流时,电流变化率image.png   甚大,使变压器上产生甚高的感应过电压 image.png。电流切断以后,变压器中残余的电磁能 image.png 又向对地电容C充电,形成振荡过程,因而出现过电压,称为截流过电压。其波形如图所示。断路器操作切除其他电感性负载也会出现类似的过电压。

4.切断电动机等电感性负载的过电压:

真空断路器切断变压器、电动机等感性负载时,将产生操作过电压。这是因为真空断路器优越的绝缘性能在电弧电流过零点前就被强行切断,引起线路产生感应过电压,同时在感性负载与分布电容之间发生高频振荡,使得电动机等电感性负载端部产生过电压。 

由于电感电流不在零点时被迫截断,在电感电路中电流突变会感应很高电压,其过电压值与截留值有关,有数值显示这种电感电路中的操作过电压可达7倍额定值以上,如果电动机在起动时断路器跳闸,此时过电压倍数更高。

5 .弧光接地过电压:

在中性点不接地系统中发生单相接地故障时,各相的相电压升高,则流过故障点的接地电流也随着增加,许多暂时性的单相弧光接地故障往往能自行熄灭,在接地电流不大的系统中,不会产生稳定的电弧,这种间歇性的电弧引起系统运行方式瞬息变化,导致多次重复性电磁振荡,在无故障相和故障相上产生严重的弧光过电压。 

限制措施:采用消弧线圈接地或电阻接地方式。

 6.切除电容器过电压:

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,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。

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7.其他形式的操作过电压:

①操作刀闸引起的过电压

②二次回路的操作过电压

    重点介绍二次回路的操作过电压

产生的原因:

一是分布电容的传递作用

其次,磁场的耦合作用也会传递过电压

第三,控制回路常多芯电缆通过分布电容进行传递。

二次回路操作过电压的危害

 因为半导体器等电子件的过电压承受水平较低,反应灵敏,二次回路操作过电压会造成损坏或无法正常工作。

 PLC输出及仪表输出至电气接点耐压水平不够

 对电磁元件影响不大,因为其绝缘水平较高,并且其动作过程有一定的惰性,所以不会造成误动作影响正常工作。 

防范措施:

线圈两端并联非线性电阻

线圈两端并联阻容支路

采用具有金属屏蔽层的电缆(总屏和分屏电缆)

更多内容可以进入森博工业专家论坛-接地系统方式选择及小电流接地弧光过电压的防护与治理版块进行讨论


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