真空断路器切合高压电动机产生过电压及其限制措施 _知识百科

施进行了分析，找出了吸收过电压的最佳装置一RC阻容保护装置，并通过在启动频繁的780KW磨煤电动机真空断路器进行了录波试验，进一步证实了RC阻容保护在吸收过电压方面的优越性，通过参数选择，在部分电动机进行了应用试验，效果很好。
真空断路器具有结构简单维护方便，安全可靠，适用于频繁操作。齐鲁石化热电厂现有87台高压电动机，配有ZN5―10型真空断路器。由于真空断路器灭弧能力较强，截流产生较高过电压，对电机的绝缘造成了严重的威胁。该厂由真空断路器操作的高压电动机在切合过程中多次发生绝缘击穿事故，给安全生产造成了严重的威胁，为了弄清真空断路器切合高压电动机产生过电压的真实情况，以便采用正确的保护措施。为此，对ZN5―10型真空断路器切合高压电动机的过电压情况进行了录波试验，在试验的基础上找出了最佳的过电压保护措施，即加装RC阻容保护装置对过电压进行了吸收，收到良好的限制过电压效果。
2产生过电压的机理真空断路器在切合感应电动机时，不可避免的要产生过电压，过电压的产生由以下几个方面引起。
2.1.截流过电压所谓截流过电压就是工频电流自然过零之前发生的断弧现象。真空断路器发生截流的原因主要是在某一电流值时，由于弧柱扩散速度太快，阴极斑点附近的金属蒸汽压力和温度剧降，使金属质点的蒸发不能维持弧柱的扩散，造成电弧突然熄灭。截流值的大小在很大程度上取决于触头材料，同时与网络参数有关。
由于截流在工频电流I及电压为U时被截断，则电动机漏感L中将储存+LI2的磁能，在电动机等值电容C中将储存+CU2的电能。发生截流后，电容、电感回路将发生高频振荡，振荡电压很高，即截流过电压。根据上述过程可推导出高频振荡过电压最大值：5~0.7由上式可见，截流过电压大小与截流Io和电动机特性阻抗z=/LTC有关。开断容量较小的电动机，由于截流值Io较小，过电压较低。开断数千千瓦的大容量电动机，由于其线圈的匝数较少，导线截面大，因而电感L小，电容大，使得特征阻抗Z很小，过电压也较低。但是当开断数百千瓦中等容量的电动机时，由于1及Z都较大，过电压较高。该厂用真空断路器操作的电动机容量，除给水电动机为2300KW外，其余的电动机大都在310 800KW之间，正是过电压较重的情况，必须采取可靠的保护措施。
2.2多次重燃引起的过电压真空断路器在切断高压感应电动机时，在电流过零瞬间，电弧被熄灭。这时动、静触头开距很小，电流过零后，电压恢复速度超过动静触头间介质强度的恢复速度，电弧熄灭后，动静触头间又被击穿，电弧重燃，产生高频振荡，出现高频电流，频率一般在105~106Hz这时，负载侧电容电感发生电磁振荡，产生更高电压，直到介质强度恢复速度超过电压的恢复速度，电弧才会被熄灭。
重燃过电压的幅值很高，且过电压波上升时间是十分之几微秒，波头极陡，过电压将集中在电机首端几匝绕组上，造成电动机匝间绝缘击穿，对电动机的绝缘危害极大。
由测试数据知，当波头在1. 5us以下时，高频重燃过电压加在电动机绕组上，使匝间电位分布极不均匀，有的匝间承受很高电压，首先发生击穿，造成电机击穿损坏。
2.3真空断路器闭合时预击穿所引起的过电压在真空断路器闭合时，由于触头间隙的缩小，触头间隙的介质不能承受回路电压，以致产生电弧击穿，并流过高频振荡电流，同时在高频电流第一个过零点熄灭，这样会发生多次击穿，并将产生瞬间过电压，其峰值一般不超过系统电压的3倍，但频率高达1MHz，波头极陡，每次电动机启动时都会发生，对电动机危害甚大，当真空断路器多次分断电流，在触头表面形成“胡须”，此时发生预击穿的时间会愈早，预击穿次数会愈多，危害更大。另外，由于真空断路器触头的弹跳造成的过电压危害也很大。