真空斷路器在我國供電系統(tǒng)中的應(yīng)用始于1978年,其重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,使用壽命長等優(yōu)點很快被電力部門運行、檢修和技術(shù)人員認可。早期國內(nèi)生產(chǎn)的高壓真空斷路器質(zhì)量不夠穩(wěn)定,操作過程中載流過電壓偏高,個別真空滅弧室還存在有漏氣現(xiàn)象。當真空斷路器開斷小電感電流時,引起操作過電壓,稱為截流過電壓,對線路和電氣設(shè)備的絕緣造成危害,那么這些問題該如何進行解決呢?下面就來給大家詳細的介紹下吧!
1、截流過電壓產(chǎn)生原理
真空斷路器開斷小電感電流時的截流現(xiàn)象,主要是由于電弧電流較小時,陰極斑點提供的金屬蒸氣不夠充分和穩(wěn)定引起的。真空電弧由電極在分斷瞬間受熱引起金屬蒸發(fā)而形成,電弧使電極表面出現(xiàn)一些斑點,這些斑點上的金屬會不斷熔化和蒸發(fā)來維持真空電弧。開斷大電流時,金屬蒸氣充分蒸發(fā),電弧比較穩(wěn)定,在工頻電流自然過零時熄弧。試驗證實,開斷幾百至幾千安的交流電流時,一般不會發(fā)生截流現(xiàn)象。
2、現(xiàn)有過電壓保護裝置存在的不足
(1)并聯(lián)金屬氧化物避雷器(MOA)。MOA結(jié)構(gòu)簡單,但是其保護作用僅僅是限制過電壓的幅值,而不能限制過電壓的波頭陡度,在達到MOA動作門檻電壓前不能減輕過電壓對變壓器縱絕緣的作用。35kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng),MOA必須承受單相接地弧光接地過電壓的長期作用,時間可以是2h。因此使用MOA時必須提高其直流1mA參考電壓,從而導(dǎo)致MOA殘壓升高,只能勉強與變壓器的出廠直流耐壓值配合,保護效果較差。
(2)RC吸收裝置。RC吸收裝置原理的核心就是用來改變電路的工作狀態(tài),將振蕩電路改為非振蕩電路,從而抑制過電壓。它可以降低截流過電壓幅值的陡度,并對高頻振蕩進行阻尼,降低重燃的可能性。但是RC吸收裝置中的電容增加了電網(wǎng)接地的總電容電流,可能會因此而裝設(shè)補償設(shè)備,使電網(wǎng)運行復(fù)雜化。另外,RC吸收裝置參數(shù)的選擇,尚沒有明確的方法和標準,這是因為真空斷路器開斷電感性負荷時的過電壓取決于很多實際因素,一但參數(shù)選擇不當,輕易引起電阻燒毀和跳閘事故。而且RC吸收裝置體積大、成本高,安裝維護工作量也大。
3、使用低截流值真空斷路器抑制截流過電壓的最佳方案
ZW32型戶外真空斷路器采取了一系列措施來改進其性能,大大降低了截流值,不會產(chǎn)生操作過電壓,因而不需要另外安裝限壓裝置,既節(jié)省了投資,又提高了系統(tǒng)的工作可靠性。
(1)采用新型低截流值觸頭材料。大量試驗與實踐證實,截流值主要取決于觸頭的金屬材料。一般來說,觸頭材料的飽和蒸氣壓力越高,導(dǎo)熱系數(shù)越小,截流值就越低,反之則越高。而技術(shù)上對真空斷路器觸頭的要求是多方面的,既要求觸頭的截流值低,又要求斷路器有很強的分斷能力(分斷大電流的能力),還要求在動、靜觸頭分開時具有較高的絕緣強度,單一的金屬材料很難滿足要求。因此,常用多元合金或在多孔的高熔點金屬(如鎢、鉻等)觸頭上浸漬低熔點合金(銅或銅合金)。這種觸頭的陰極斑點可噴發(fā)相對較多的金屬蒸氣,在滿足其他性能的要求下可以盡量降低截流值。CuCr觸頭材料是目前應(yīng)用最廣最成功的觸頭材料,具有開斷能力強,耐壓水平高等優(yōu)點,但其截流值較高。
(2)最佳開距。觸頭開距增大會使蒸氣粒子的擴散空間增大,有利于降低粒子密度和電弧溫度,所以導(dǎo)致截流值增大,這一點已經(jīng)為試驗所證實。
(3)極間磁場。研究表明,極間磁場較弱時,適當增加磁場會使截流值降低;而當極間磁場較強時,增加磁場反而會使截流值升高。因此,改進后的ZW32型戶外真空斷路器采用目前應(yīng)用最廣的縱向磁場電極,并改進了極間磁場分布,使其截流值最低。
真空斷路器優(yōu)越的技術(shù)應(yīng)用特性,得到了廣大電力部門普遍認可,上述所涉及的有關(guān)問題,供實際工作中借鑒,以期充分利用,更好發(fā)揮真空斷路器的技術(shù)優(yōu)勢,對提高我國農(nóng)村電網(wǎng)整體裝備水平是非常有益的。
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