真空斷路器操作過電壓的種類與防范措施分別有哪些？

真空斷路器操作過電壓的種類

1、截流過電壓

真空斷路器開斷小電流時(shí)，電弧的特性為擴(kuò)散型電弧，由于電流較小，形成真空電弧的陰極斑點(diǎn)所提供的金屬蒸氣量不夠充分、穩(wěn)定，出現(xiàn)了自激的高頻振蕩，最后電弧電流降到零導(dǎo)致熄滅。通常電弧的頻率很高，在頻率響應(yīng)不高的示波器顯示圖中，電流波形好象被突然截?cái)嘁话?，這就是截流的現(xiàn)象，如圖1所示。

真空斷路器發(fā)展初期，截流過電壓曾經(jīng)是應(yīng)用中比較突出的問題。當(dāng)時(shí)由于在觸頭材料、觸頭結(jié)構(gòu)、滅弧室結(jié)構(gòu)等方面技術(shù)落后，截流值很高。隨著真空斷路器技術(shù)的發(fā)展，采用了截流值較低的觸頭材料，使得截流水平降到很低的數(shù)值。

2、多次重燃過電壓

多次重燃過電壓是典型的諧振過電壓，是由于弧隙發(fā)生多次重燃，電源多次向回路中電容進(jìn)行充電而產(chǎn)生的。在開斷過程中，由于相位差的原因，其中一相必然在過零前先開斷。此時(shí)，觸頭一側(cè)為工頻電源，另一側(cè)則為高頻振蕩，觸頭電壓為兩者之和。觸頭開距小，觸頭間耐壓不充分而將發(fā)生第一次重燃，電源向回路電容充電。

發(fā)生了第一次重燃又熄弧后，斷路器的恢復(fù)電壓上升至更高，在極短的時(shí)間內(nèi)觸頭之間間隙尚不夠大，很可能會(huì)發(fā)生第二次重燃。再熄弧，以致發(fā)生多次重燃現(xiàn)象。每一次重燃都是在前一次的基礎(chǔ)上發(fā)生的，導(dǎo)致恢復(fù)電壓在極短的時(shí)間內(nèi)上升到非常高。

實(shí)際運(yùn)行中，電機(jī)的匝間絕緣常被多次重燃過電壓擊穿。當(dāng)電機(jī)負(fù)載受到前沿很陡的過電壓作用時(shí)，過電壓不是均勻的加到各個(gè)線圈上的，而是以行波的方式依次通過各個(gè)線圈，一般而言，當(dāng)過電壓頻率達(dá)到1MHz時(shí)，一個(gè)線圈承受的過電壓值超過總的過電壓幅值的一半以上，一般為60%~85%之間。

這樣，即使過電壓的幅值不太大，一個(gè)線圈承受的過電壓就足以引起線圈匝間絕緣擊穿，靠近電機(jī)引線入口的線圈特別容易出現(xiàn)匝間絕緣的破壞。

3、三相同時(shí)開斷過電壓

在三相交流電路中，當(dāng)首開斷相的觸頭將此相電流開斷后，其余兩相一般要延時(shí)四分之一周期后才被開斷。但如果首開斷相產(chǎn)生重燃，三相之間將會(huì)通過相間耦合，首開斷相間隙中流過的高頻電流將會(huì)疊加到其它兩相的工頻電流上，隨著首開斷相的電壓迅速上升，流進(jìn)二、三相的高頻電流也加大，使二、三相的電流也強(qiáng)制過零，由于真空斷路器的滅弧能力很強(qiáng)，使第二、三相的電流強(qiáng)制熄滅。電路三相均發(fā)生等效截流，三相電流同時(shí)被切斷，從而產(chǎn)生過電壓，稱為三相同時(shí)開斷過電壓。

三相同時(shí)開斷現(xiàn)象和多次重燃是一起發(fā)生的，造成多次重燃的條件也就是三相同時(shí)開斷的條件。

真空斷路器操作過電壓的防范措施

真空斷路器操作過電壓的防范措施可能包括以下幾點(diǎn)：

1.使用截流值較低的斷路器：選擇截流值較小的真空斷路器，因?yàn)榻亓鬟^電壓與斷路器的截流值有關(guān)，截流值越小，產(chǎn)生的過電壓幅值也越小。

2.電容保護(hù)：在電感負(fù)載端并聯(lián)電容器，可以有效降低負(fù)載阻抗，從而降低截流過電壓的幅值，并減緩過電壓的前沿陡度。這種方法不僅能保護(hù)感性負(fù)載免受截流過電壓的損害，還能減輕多次重燃過電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣的危害。

3.阻容保護(hù)：將電阻R與電容C串聯(lián)作為保護(hù)元件并聯(lián)在負(fù)載進(jìn)線端，構(gòu)成RC過電壓抑制器，以減少過電壓的產(chǎn)生和降低過電壓的數(shù)值。

4.非線性電阻保護(hù)：使用非線性電阻（如金屬氧化物壓敏電阻）作為保護(hù)元件，當(dāng)過電壓發(fā)生時(shí)，非線性電阻能夠迅速響應(yīng)，限制過電壓的幅值，保護(hù)電力設(shè)備。

5.電纜連接：真空斷路器與變壓器或電動(dòng)機(jī)之間使用電纜連接，由于電纜具有較大的分布電容，其作用等同于并聯(lián)電容，對(duì)于減緩過電壓有很好的效果。