真空断路器操作过电压浅析及防护措施

通过真空断路器对高压电机产生操作过电压机电理的分析,给出了目前常采用的几种保护措施。

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工矿自动化

20 0 2年第 2期

文章编号：6 1 2 1 2 0 )2—0 4 1 7 5 X( 0 2 0 0 0—0 3

真空断路器操作过电压浅析及防护措施周莉 李锦鹏 ,(. 1淮南工业学院电气工程系，徽淮南 2 2 0;2淮南联合大学机电系，徽淮南 2 2 0 )安 301 .安 3 0 1中图分类号：M5 12 T 6 .文献标识码： B

摘要：过真空断路器对高压电机产生操作过电压机理的分析，出了目前常采用的几种保护措施。通给主题词：电机；电压；空断路器；雷器过真避1引言

很强，流过弧隙 A的电流 i小但电流瞬时值并当较不为零时，弧自行熄灭。但是，于电感 L电由中的电流不能突变，弧隙 A中的电弧熄灭后，流 i而电 又不能再经弧隙 A流通，而它只有经相间及相对因

真空断路器作为更新换代产品，优越的性能其是普通断路器无法比拟的。它采用真空作为灭弧介

质，有灭弧电压低、弧能力强、断速度快、断具灭分开容量大、用寿命长等特点。但真空断路器在开断使过程产生的操作过电压，别是开断高压电机这一特类的感性负载时，其危害不容忽视。早期的真空对断路器由于种种原因，经造成许多中小容量的电曾 动机烧毁。因此当真空断路器用于高压电机的主回 路时，其操作过电压应引起足够的重视，采取必对并要措施加以保护。 2操作过电压产生原因

地的等效电容 c和 C放电，就产生了截流过电 D这压。该电压可能达到很高的值，幅值大小主要取其决于真空断路器的截流水平和负载侧的波阻抗。由 等效电路可知相对地的过电压值为相间过电压数值的 2 3/。

2 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，电源多次向电动机侧电容充电而产生的。仍以图 1为例，在 i要过零瞬间，隙 A形成，在 i零设将弧则过

时， DL两侧的电容上皆充有相当于电源电压幅值真空断路器开断高压电机时产生的过电压

类型可分为如下所述的 3种。2 1截流过电压 .

的电压，在 i零后，于电弧熄灭，动机侧的而过由电电容 c和 cD向电感 LD电，容上的电压很快下放电

降，而断路器两端的电压迅速上升。若此时触头因开距增大得不够快，使其耐压强度在某一瞬时低致于断路器两端的电压，弧隙 A将发生再次击穿，则

截流过电压是由于流过弧隙的电流突然截断而产生的。如图 1所示，中，、、分别为三相图“““电源的电压；、、 c别为流过三相电动机每相 i i i分的空载电流；为真空断路器； DL C0和 C分别为真

此后电源将通过电感 L和弧隙 A对 c, cD行 D n和进充电，此充电回路损耗较小时，动机侧的 A当电和

空断路器电源侧导体的对地和相间等效电容；为 L真空断路器电源侧线路的等效电感； D C分别 C和 为真空断路器电动机侧导体的对地和相间等效电

B点之间可能达到的最高充电电压值将高于电源℃电压，超过的数值与发生击穿时电源电压和点 A其对 B C之间的电压成正比。设当点 A B C之间 对

容； 电动机的等效电感。下面以 A相开断时过 L为电压产生过程来分析：于真空断路器的灭弧能力由

的电压达到最高值时，隙 A中电弧熄灭，电容弧则 c和 c又对电感 L放电，上电压很快下降， D D其弧隙 A两端的电压又迅速上升。同样地，某一瞬时在弧隙 A又发生击穿，此时弧隙 A的触头开距已较而长，二次击穿时加在弧隙 A两端的电压必然比第第一

次击穿时的电压数值要大。因而，容被充电时电可能达到的最大电压数值就比第一次击穿后充电时可能达到的最大电压数值要大。依此类推，见击可

图 1过电压产生机理等效电路图

穿次数越多，电动机侧点 A和 B C之间的电压也则