城市10kv配电所真空断路器的过电压保护问题

《城市10kv配电所真空断路器的过电压保护问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、城市10kV配电所真空断路器的过电压保护问题　　1概述　　根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ／T16—92)第4．6．1．4条规定：“高压出线断路器当采用真空断路器时，为避免变压器(或电动机)操作过电压，应装有浪涌吸收器并装设在小车上”，笔者针对城市10kV配电所广泛采用真空断路器操作10／0．4kV电力变压器的情况，简述真空断路器开断空载变压器产生过电压的机理；并对三种常用浪涌吸收器(RC过电压吸收器、无间隙氧化锌避雷器、有间隙氧化锌组合避雷器)的保护原理及其优缺点进行分析；从真空断路器开断空载变压器产生过电压的大小和变压器绝缘水平出发，建议取

2、消目前普遍在变压器回路中装设的无间隙氧化锌避雷器，仅在配电所10kV进线回路中，装设一组有间隙氧化锌组合避雷器(取消目前装设的10kV母线避雷器)，作为10kV母线上全部电气设备(包括变压器)的雷电过电压和操作过电压的保护。　　2真空断路器、变压器及氧化锌避雷器的有关技术性能　　为后面叙述方便起见，现将真空断路器、变压器及氧化锌避雷器产生过电压、耐受过电压及抑制过电压的有关技术性能简要分析如下。　　2．110kV户内真空断路器的触头材料　　我国真空断路器已有几十年的发展历史。截止2002年底，我国生产的10kV户内真空断路器型号从ZN1—10发展到

3、IN98—12。其中自行设计的产品以ZN28—12产量大，装在KYN1—10手车式成套开关柜中，广泛用于城市10kV配电所中。不久前，内装ZN63A一12(参照VIM)型真空断路器的中置柜也开始在这些配电所中使用。我国早期研制的真空灭弧室都使用铜铋(Cu／Bi)触头材料，以后研制的灭弧室均使用铜铬(Cu／Cr)触头材料，大大降低了后面将要叙述的截流电流值，即操作过电压值。　　2．210kV油浸和干式电力变压器的绝缘水平　　10kV油浸电力变压器的绝缘水平如表1所示。　　从表1、表2可见，干式电力变压器的绝缘水平要比油浸变压器的低。由于防火要求，现在

4、城市高层建筑的地下配电所均采用干式电力变压器。　　2．310kV无间隙氧化锌避雷器的技术参数　　10kV典型的配电用无间隙氧化锌避雷器的技术参数如表3所示。　　3开断变压器产生过电压及有关因素　　当真空断路器开断电感电路中的小电流(如电动机、空载变压器)时，将产生截流过电压?。这种过电压的产生是由于真空断路器在截流开断后，负载内部将发生一个电磁振荡过程，直到将所贮存的能量全部损耗完为止。在此振荡过程中，负载两端将出现一个过电压。当真空断路器开断较大的感性电流(如电动机启动电流或电炉变压器电流)时，即使截流过电压不大，但由于真空断路器触头分离瞬间，断

5、口绝缘的恢复强度有限，会发生多次击穿，导致所谓截流重燃过电压。它的幅值高、陡度大，从而击穿电动机和变压器的匝间绝缘。　　国内外对真空断路器开断空载变压器进行了不少实测。例如，日本明电舍VE一1L型真空断路器开断6．6kV、200kv·A干式变压器(空载电流为0．7A)，测得过电压倍数为2．0p．U．(标么值)；国产ZN12-10／1250-31．5型真空断路器开断s7—1250／10空载变压器(空载电流为0．43A)，测得过电压倍数为1．9p．u．。国产ZN3—10型真空断路器开断10kV、500kV·A电炉变压器时，实测过电压较大值为6．47p．

6、u．。　　真空断路器截断电流的大小主要决定于触头材料。为了降低操作过电压，要求触头材料的截流值低。我国早期开发的断路器(如ZN3—10、ZN4—10、ZN5一10)的真空灭弧室都使用铜铋(Cu／Bi)触头材料，触头截流水平很高，可达10～12A。后来开发的真空灭弧室均采用铜铬(Cu／Cr)触头材料，将截流水平降为3～5A。例如，国产ZN63A一12型(参照VD4型)真空断路器的vs系列真空灭弧室采用铜铬触头，根据截流值的概率分布曲线，96．6％累积概率的截流值不大于5A。这一截流值对应的较大过电压倍数在中性点绝缘运行系统中的实测值较高不超过3．1P

7、．u．，一般均在2．5p．u．以下。　　4RC过电压吸收器及其优缺点　　在负载进线端并联电阻尺和电容c串联保护装置(RC过电压吸收器)如图1所示，可以使真空断路器开断空载变压器产生的过电压得到抑制。这是因为电容c既可减缓过电压上升陡度，又可降低负载的波阻抗，因而可以降低截流过电压。而在发生截流时，电阻尺能消耗负载电路中的高频振荡能量，使过电压得到有效的抑制。当断路器触头间电弧重燃时，电阻R又增大了高频放电电路的衰减系数，使高频电流迅速衰减和减少幅值，并可减少重燃次数，使多次重燃过电压得以明显下降由于它们能降低过电压的陡度，有效防止损坏匝间绝缘。因此

8、，RC过电压吸收器是目前保护真空断路器在开断电动机、空载变压器等小电流负载时产生的截流过电压效果较好的装置。多年前，我国已