高壓真空斷路器操作過電壓產生原因及相應保護

高壓真空斷路器具有結構簡單，可靠性高，免維護，使用壽命長，適用于頻繁操作等優點，因此在電力系統中得到了廣泛的應用。但是與此同時，真空斷路器也有一些缺點，例如攔截，彈跳，重新啟動，重新啟動以及由此產生的過電壓。切換并聯電抗器組時，過電壓問題尤為重要。

通過對真空斷路器開關并聯電抗器運行的相關測試研究，發現過電壓的原因及相應的保護措施如下：

測試結果分析：高壓真空斷路器的過電壓現象可大致分為兩類：閉合過電壓和斷開過電壓。其中，開路過電壓分為兩種類型：

首先是類似于電容元件自由振蕩的截止浪涌，

重新啟動時，真空斷路器的電感電抗的開路過電壓將達到很高的水平。相關數據面：相對地面浪涌的最大值是5.83倍。僅為1.57倍，可以看出再燃是開啟浪涌過高的主要原因。

過電壓的具體類型和原因如下：

1.截止過電壓：

并聯電抗器的等效電路主要由電容和電感決定。該電路的電壓和電流不能突然改變，截取將不可避免地引起嚴重的電磁振蕩。忽略阻尼效應，根據能量守恒定律，可以推導出單相電抗器截獲的喘振的估計值。

從（1）可以看出，真空斷路器的電流截止值越高，寄生電容越小，截止浪涌就越高。三相系統的攔截電涌更為復雜，但原理基本相同。

2.重新啟動過電壓：

當斷路器斷開時，如果負載側的瞬態恢復電壓及其上升率高于斷裂絕緣電阻的恢復能力和恢復率，則電弧會瞬間破壞斷裂，從而引起復燃和復燃。在點火階段產生過電壓，而在其他階段產生感應過電壓。然后，高頻瞬變電流出現在零交叉點，電弧在斷裂處再次熄滅，并且電流被切斷。如果中斷的負載側的瞬態恢復電壓及其增加率仍大于斷裂介電強度的恢復能力和恢復率，則“龍蝦擊穿和破壞”的過程將再次重復直至介電強度斷裂的強度足以不引起新的點火。

當真空斷路器斷開并聯電抗器時，瞬態恢復電壓主要是由截流引起的，因此，截獲的過電壓的頻率直接反映了瞬態恢復電壓的增加率；高頻導致高瞬態恢復電壓浪涌高瞬態恢復電壓率和瞬態恢復電壓浪涌率導致重新點燃的可能性很高。

3.重新啟動過電壓：

在實施例1和實施例2的試驗中未發現再點燃現象，但是仍然需要考慮再點燃期間的過電壓問題。

在正常情況下，真空開關管的重新點火是由開關制造過程中的老化故障引起的。真空滅弧室經過老化措施后，重新啟動真空滅弧室的可能性非常低。重點火和多重點火喘振的產生過程與重點火類似，并且多重起動喘振水平也很高。

4.過壓關斷：

實例1的閉合過電壓主要是由于閉合回彈的存在，這使得斷路器經歷類似于重新啟動的“擊穿-破壞過程”，這提高了閉合過電壓水平。盡管在實施例2中可以看到反彈現象，但是沒有類似于死灰復燃的“破壞腐爛的龍蝦過程”，并且喘振水平低。

高壓真空斷路器及相關設備過電壓現象的相應保護措施：

1.電涌保護措施：

根據示例1和示例2的比較以及電涌產生機制（例如電流攔截和重新點火），建議分別在電抗器側和母線側安裝電阻電容吸收裝置，以增加接地電容。公交車。反應器的側面和側面。它不僅可以減小截獲的過電壓的幅度，而且可以減小截獲的過電壓的頻率，改善斷路器電弧的熄滅條件，并降低重新點火的可能性，從而減少真空滅弧室的工作過電壓。通過并聯電抗。

但是，即使安裝了電阻電容吸收器設備，也無法保證斷路器不會打開或再次打開。同時，可能會發生意外的共振。出于安全原因，應在反應器側面安裝氧化鋅避雷器。與母線側同時使用，以可靠地確保設備絕緣不會因過電壓而損壞。

2.電阻電容吸收裝置的參數：

選擇電涌保護設備的主要參數時，應考慮以下主要方面：

（1）限制截獲電涌的頻率，建議將其限制在1000Hz以下；

（2）在工作過程中，電阻電容吸收器裝置的諧振頻率避免了系統中常見的諧波頻率；

（3）在工作中對電阻電容吸收器的諧振頻率增加必要的阻尼，以防止干擾驅動電阻電容吸收器和電抗器的電感并引起過大的過電壓；

（4）電阻電容吸收裝置必須能夠保證長期運行；

（5）電阻電容吸收器的絕緣水平應與系統的絕緣水平一致；

（6）避雷器參數必須能夠保護設備的絕緣。

對于正在使用的高壓真空斷路器，要避免與過電壓現象相關的預防措施：

（1）真空滅弧室開關旁路電抗器的工作過電壓主要是由于真空滅弧室的中斷引起的；

（2）當真空斷路器切斷旁路電抗器時，有時重啟過電壓水平高于截斷過電壓水平；

（3）電阻電容吸收器對真空斷路器的開關并聯電抗器的工作過電壓具有良好的抑制效果。

（4）當使用真空斷路器切換并聯電抗器時，建議選擇不易重啟且具有較小截止值的斷路器；

（5）當真空斷路器并聯切換10 kV，6000 kvar電抗器時，根據現有的電涌保護措施，應在電抗器側和母線側同時安裝一個電阻電容吸收器。推薦值為R=40，C=0.5F;

（6）建議在現場進行開關測試，以檢查并聯開關電抗時重新啟動的可能性和真空滅弧室的過電壓水平。