开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程

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1、开关电器关合和开断小电流时弧隙上的电压变化过程1.开断小电感电流时的过电压开断空载变压器开断空载高压电动机开断并联电抗器产生机理：截流过电压多次重燃过电压三相同时开断过电压开断空载变压器的等效电路图（1）截流过电压截流波形影响截流过电压的因素断路器开断的电流愈大，截断电流愈大近代高压变压器的铁心由高质量的硅钢片制成，空载电流很小。电抗器的情况却不同，电抗器容量大，额定电流也大，容易出现较大的截流和较高的过电压，需要注意。截流过电压与截流时变压器或电抗器内部的能量损耗有关，损耗愈大，过电压愈低。断路器在开断小电流时的灭弧性能并联电容特征阻抗。特征阻抗越大时截流过电压越高开断高压感应电动机冶

2、金、石化企业、煤矿以及发电厂中大量采用高压感应电动机，开断高压感应电动机也可能出现过电压。与开断空载变压器相比，开断电动机有下列特点：感应电动机的额定电压低(一般在6kV以下)，电流大(几十安至几百安)，绝缘水平低。电动机有多种工作方式，在各种工作方式下。断路器的开断情况差别很大。譬如开断时，电动机可能是空载运行或是带有一定负载；转速可能在正常转速，也可能处于转子几乎不动的情况。电动机正常转速下的开断过程若断路器开断时出现电流截断，也将产生过电压。预期过电压最大值与截流值及特征阻抗。如果断路器电动机在空载下运行，电流小，截流值更小，加上电动机的漏感小，特征阻抗不大，因此过电压一般不高。电动

3、机带负荷运行时，电流大、截流值稍大、过电压稍高。在转子几乎不动的情况下电动机的开断开断转子几乎不动的电动机虽然不属于正常的运行情况，但在运行中仍会出现。例如在启动过程中，由于继电保护的整定值太低，就会出现启动后立即开断的情况。转子几乎不动时断路器开断的电流就是电动机的启动电流，它比电机的额定电流大很多倍，因此截断电流也大，过电压也高，容易使电动机线圈的绝缘损坏。电动机功率对过电压的影响开断功率较小的电动机，由于开断电流小，截断电流也小，因此过电压低。开断几千千瓦的大功率电功机，由于电动机绕组的匝数小、导体截面大．因而漏感小，电容大，特征阻抗较小，即使截断电流达20A—30A，过电压仍然很低

4、，不会危及电动机线圈的绝缘。而开断中小功率的电动机(如6千伏，几百千瓦)，过电压较高。如果过电压太高，则可在电动机每相进线侧与地之间接上电容及电阻。开关多次重燃对过电压的限制作用开关多次重燃对过电压的限制作用变压器端出现的过电压也同时加在断路器上，因为此时发生在断路器上的恢复电压即为电源电压与变压器上电压之差。如果发生截流时，断路器触头间隙距离尚不大，间隙的介质恢复强度还比较低，当恢复电压超过断口间隙的介质强度时，间隙将被击穿，对电源侧发生高频放电，在断口中流过较大幅值的高频放电电流，间隙两端的电压又下降，变压器端的电压也被限制；高频放电中止而熄弧后，如果变压器上的贮存能量没有放完，它又将

5、转化为电压，电压又要升高。但由于高频放电时一部分能量已释放，因此可能产生最大电压将减低。如果断路器的介质强度还不高，则可以发生多次高频放电，直到介质强度超过恢复电压。电路被开断，由于多次断口击穿放电的结果，变压器上的电压将被限制在某一数值内。（2）多次重燃过电压开关电器在开断小电感性电流时，有时虽然不产生截流，在某些条件下也可能由于弧隙在恢复电压作用下发生多次击穿而导致被开断的设备上电压逐级升高，形成危险的过电压，由此产生的过电压叫做多次重燃过电压。因真空开关具有很强的高频熄弧能力，故此种多次重燃过电压多见于真空断路器切电动机、炼钢电弧炉及变压器等感性负载。分析多次重燃的等效电路图（2）三

6、相同时开断过电压真空断路器在开断三相电动机或变压器时还会出现三相电流同时过零的现象，由此引起的过电压称为三相同时开断过电压。出现三相同时开断的条件:（1）断路器中某一相的电弧先熄灭，接着电弧重燃，在触头间隙有高频电流通过。（2）与断路器开断电流以及重燃时高频电流的大小有关。2.开断电容性电流时的过电压开断电容电流，在线路中主要是在开断空载架空线、空载电缆和电容器组时发生。此时开断电流是容性的。而切合空载输电线路和电容器组是电力系统中的一种常规操作方式。如果继续在最不利的条件时重复击穿，则电容器上的电压将按5、7………的倍数逐次增高，从而产生很大的过电压。但实际上弧隙击穿不一定发生在电源电压

7、为幅值且与电容上的电压反向时，以及线路与击穿时的损耗等会限制过电压的发展，因此过电压值不会太高。高频电弧熄灭过程对过电压的影响电容电流开断过程中如果发生重击穿．触头中将流过频率很高、幅值很大的电流，这个电流能比电容器组关合时的涌流还大，如果每次发生重击穿后，高频电流总是在它第一次过零时灭弧，而且每次重击穿又都出现在恢复电压达到最大值时，这样的过程多次重复，理论上的过电压将按三、五、七倍增长。如果电弧是在高频电流第二次过零