斷路器開斷過程知識

1、 高壓斷路器的開斷過程高壓斷路器的開斷過程電氣二班知識分享電氣二班知識分享第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 電阻、電容、電感電路的開斷電阻、電容、電感電路的開斷第三節(jié)第三節(jié) 斷路器開斷不同形式的短路斷路器開斷不同形式的短路第四節(jié)第四節(jié) 近區(qū)短路故障近區(qū)短路故障第五節(jié)第五節(jié) 反向開斷反向開斷第六節(jié)第六節(jié) 并聯(lián)開斷并聯(lián)開斷第七節(jié)第七節(jié) 斷路器開斷空載長線斷路器開斷空載長線第八節(jié)第八節(jié) 斷路器開斷變壓器和小電感斷路器開斷變壓器和小電感綱綱 要要第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 交流電弧是否熄滅，與斷路器開斷的電流交流電弧是否熄滅，與斷路器開斷的電流大小，滅弧裝置的熄弧能力以及電流過零后加大小，滅弧裝置的熄

2、弧能力以及電流過零后加在斷路器觸頭的恢復電壓有關。在斷路器觸頭的恢復電壓有關。一、影響恢復電壓的主要因素：一、影響恢復電壓的主要因素： 1 1、斷路器安裝地點的電網(wǎng)接線方式和電、斷路器安裝地點的電網(wǎng)接線方式和電網(wǎng)的參數(shù)。斷路器在電網(wǎng)中使用時，可能安裝網(wǎng)的參數(shù)。斷路器在電網(wǎng)中使用時，可能安裝在不同的地點。因此，斷路器開斷時電網(wǎng)的接在不同的地點。因此，斷路器開斷時電網(wǎng)的接線方式和參數(shù)的配合可能不同，于是恢復電壓線方式和參數(shù)的配合可能不同，于是恢復電壓變化規(guī)律不同。變化規(guī)律不同。 2 2、被開斷電路的性質。被開斷的可能是短、被開斷電路的性質。被開斷的可能是短路電流，也可能是負荷電流；可能是空載變壓路

3、電流，也可能是負荷電流；可能是空載變壓器的勵磁電流，也可能是空載長線的電容電流。器的勵磁電流，也可能是空載長線的電容電流。被開斷的電路的性質不同，恢復電壓的變化規(guī)被開斷的電路的性質不同，恢復電壓的變化規(guī)律不同。律不同。3 3、發(fā)生短路故障的地點和短路種類。、發(fā)生短路故障的地點和短路種類。二、電力系統(tǒng)中，斷路器的開斷情況：二、電力系統(tǒng)中，斷路器的開斷情況： 1 1、切除線路出口短路故障，即緊靠斷路、切除線路出口短路故障，即緊靠斷路器出口的短路故障。器出口的短路故障。 2 2、切除線路上的近區(qū)短路故障，即短路、切除線路上的近區(qū)短路故障，即短路故障點在線路上距電源幾公里處。故障點在線路上距電源幾公里

4、處。 3 3、反向開斷。斷路器安裝在兩個電力系、反向開斷。斷路器安裝在兩個電力系統(tǒng)的聯(lián)絡線上，電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障后出統(tǒng)的聯(lián)絡線上，電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障后出現(xiàn)失步現(xiàn)象。因頻率不同，斷路器跳閘時兩現(xiàn)失步現(xiàn)象。因頻率不同，斷路器跳閘時兩側電壓可能相位相反，被切斷的聯(lián)絡線電流側電壓可能相位相反，被切斷的聯(lián)絡線電流可能很大，觸頭間的恢復電壓也可能很大?？赡芎艽?，觸頭間的恢復電壓也可能很大。4 4、開斷或接通空載長距離線路。、開斷或接通空載長距離線路。5 5、開斷或接通空載變壓器。、開斷或接通空載變壓器。6 6、開斷發(fā)展性故障。、開斷發(fā)展性故障。7 7、并聯(lián)開斷。、并聯(lián)開斷。第二節(jié)第二節(jié) 電阻、電容和電

5、感電路的開斷電阻、電容和電感電路的開斷一、開斷電阻性電路一、開斷電阻性電路u=Uu=Um mSinSinttR R 斷路器切斷電阻性電路時，由斷路器切斷電阻性電路時，由于電流與電壓是同相位的，在電流于電流與電壓是同相位的，在電流過零時，電弧自然熄滅。過零時，電弧自然熄滅。電壓恢復速率為：電壓恢復速率為：恢復電壓速率較低電弧容易熄滅?；謴碗妷核俾瘦^低電弧容易熄滅。 dUdUhfhf/dt/dt= 2f U= 2f Um m cos cos t tt tu ui iu ui i 觸頭間恢復電壓與電源電壓同相，觸頭間恢復電壓與電源電壓同相，恢復電壓跟隨電源電壓增大，當恢復電壓跟隨電源電壓增大，當t=

6、 t= /2/2，即，即t=0.005st=0.005s時，恢復電壓的最時，恢復電壓的最大值：大值：U Uhf.mhf.m= U= Um mu uA Au uA A ：電弧電壓：電弧電壓t tu ui iu ui iu uA At t1 1t t2 2t t3 3t t4 4t t1 1：斷路器開斷電路，觸頭電壓按馬鞍形的電弧：斷路器開斷電路，觸頭電壓按馬鞍形的電弧 電壓變化。電壓變化。t t2 2：電弧電流第一次過零，電弧自然熄滅。：電弧電流第一次過零，電弧自然熄滅。t t3 3：弧隙介質強度恢復值較低，電弧重燃。：弧隙介質強度恢復值較低，電弧重燃。t t4 4：電弧電流第二次過零時，觸頭開

7、距加大，介：電弧電流第二次過零時，觸頭開距加大，介質質 強度恢復也大，電弧熄滅。強度恢復也大，電弧熄滅。斷路器的開斷過程如下：斷路器的開斷過程如下：二、開斷電容性電路二、開斷電容性電路 斷路器切斷電容性電路時，斷路器切斷電容性電路時，電流超前于電壓電流超前于電壓9090度。度。u=Uu=Um mSinSinttC Cu uc ci iu uc c= -Um= -Umt t1 1u uhfhfU Um m coscos ttt t2 2 t t2 2時：電弧電流第一次過零時，時：電弧電流第一次過零時，電弧暫時自然熄滅。電弧暫時自然熄滅。 此時，電容器上的電此時，電容器上的電荷因電路已經(jīng)切斷而不能

8、荷因電路已經(jīng)切斷而不能釋放，電壓保持著釋放，電壓保持著- Um - Um 。 以以t t2 2計算，電源電壓的計算，電源電壓的表達式為：表達式為：u = - Uu = - Um m cos cos ttu ut tu u i i t t1 1時：斷路器開斷，觸頭間產(chǎn)生時：斷路器開斷，觸頭間產(chǎn)生電弧，觸頭兩端的電弧電壓為電弧，觸頭兩端的電弧電壓為u uA A。斷路器觸頭兩端的恢復電壓為：斷路器觸頭兩端的恢復電壓為：u uhfhf= u-u= u-uc c = - U= - Um m cos cos t - (t - (- U- Um m )= U)= Um m(1- cos(1- cos t)

9、t)當當t= t= ，即，即t=0.01st=0.01s時，恢復電壓達到最大值：時，恢復電壓達到最大值：U Uhf.mhf.m= U= Um m(1- cos(1- cos )=2 U)=2 Um mu ui it t1 1u uhfhft t2 2u uc c= -Um= -Umt tU Um mcoscostt 容性電路切斷時，恢容性電路切斷時，恢復電壓最大值比電阻性大復電壓最大值比電阻性大一倍，但比電阻性電路出一倍，但比電阻性電路出現(xiàn)晚現(xiàn)晚0.005s0.005s，并且不是在，并且不是在電流過零時出現(xiàn)的，在電電流過零時出現(xiàn)的，在電弧重燃時將會出現(xiàn)過電壓?；≈厝紩r將會出現(xiàn)過電壓。t tu

10、ui i三、開斷電感性電路三、開斷電感性電路F FL LS SZ Zt t1 1：斷路器開斷。觸頭間產(chǎn)生電弧，：斷路器開斷。觸頭間產(chǎn)生電弧，觸頭間電壓觸頭間電壓u uA A如圖所示：如圖所示： C Cu uA At t1 1t t2 2 ：電流過零電弧暫時熄滅，由于恢復：電流過零電弧暫時熄滅，由于恢復電壓較高，弧隙介質強度恢復值較低，電壓較高，弧隙介質強度恢復值較低，在此點又即刻重燃。在此點又即刻重燃。t t2 2t t3 3U Uhf.mhf.m= = （1.3-1.61.3-1.6）U Um mu uhfhfU Uhf.mhf.m電感性電路的電弧是不易熄滅的。電感性電路的電弧是不易熄滅的。

11、i iu ut t3 3 ：觸頭開距足夠大，加之去游離作：觸頭開距足夠大，加之去游離作用使弧隙介質強度恢復到足夠大，恢用使弧隙介質強度恢復到足夠大，恢復電壓不能使弧隙再擊穿?；謴碗妷簭碗妷翰荒苁够∠对贀舸；謴碗妷喊凑袷幏绞皆黾影凑袷幏绞皆黾觙 f0 0=1/ =1/ （2LC2LC） ，在在t=t=（1/21/2）f f0 0時出現(xiàn)最大值：時出現(xiàn)最大值： 電阻、電容、電感電路開斷時恢復電壓比較電阻、電容、電感電路開斷時恢復電壓比較電阻電路電阻電路電容電路電容電路電感電路電感電路恢復恢復電壓電壓波形波形最大最大值值出現(xiàn)出現(xiàn)時間時間恢復恢復速率速率滅弧滅弧難易難易U Um m2U2Um m2U2

12、Um m 實際實際（1.3-1.61.3-1.6）t=0.005st=0.005st=0.01st=0.01st=1/2ft=1/2f0 0低低低低高高容易容易容易，但重燃時容易，但重燃時會出現(xiàn)過電壓會出現(xiàn)過電壓不易不易u uh hf ft tU Um mt=0.005st=0.005su uh hf ft t2U2Um mt=0.01st=0.01su uh hf ft t2U2Um mt=1/2ft=1/2f0 0第三節(jié)第三節(jié) 斷路器開斷不同形式的短路斷路器開斷不同形式的短路一、斷路器開斷三相短路一、斷路器開斷三相短路x xL L A Ax xL L B Bx xL L C CA AB B

13、C CO OO O ABAB BCBCA AB BC C A A O O 斷路器切斷短路電流斷路器切斷短路電流時，三相每對觸頭間都出時，三相每對觸頭間都出現(xiàn)電弧，但各相短路電流現(xiàn)電弧，但各相短路電流不會同時過零，因此三相不會同時過零，因此三相電弧也不能同時熄滅。電弧也不能同時熄滅。 設開斷后設開斷后A A相電流首先相電流首先過零，則過零，則A A相電弧首先熄滅。相電弧首先熄滅。此時此時B B、C C兩相電弧形成兩兩相電弧形成兩相短路：相短路： A A B B C C ABAB BCBC A A O O0.50.5BC BC = = B OB O BCBC BCBC BCBCI I BC BC

14、= = U UBC BC / /2 2 x xL LA A相斷路器斷口的工頻恢復電壓：相斷路器斷口的工頻恢復電壓： gh.A= A，B， = AB + B O B O = jxL BC = jxL BC /2 jxL =BC /2 gh.A = AB + BC /2由圖可得：由圖可得： gh.A = AB + BC /2=1.5A可見，第一相斷開后，工頻恢復電壓為相電壓的可見，第一相斷開后，工頻恢復電壓為相電壓的1.51.5倍。倍。 A B CABA O0.5BC = B O BCBC二、斷路器開斷兩相短路二、斷路器開斷兩相短路 上述上述A A相電弧熄滅后，就變成了兩相短路的情形。相電弧熄滅后

15、，就變成了兩相短路的情形。 從相量圖可以看出，當從相量圖可以看出，當 BCBC過零時，過零時，B B，C C兩相兩相斷口的電弧同時熄滅，每段弧隙的恢復電壓為：斷口的電弧同時熄滅，每段弧隙的恢復電壓為：U Ugh.B gh.B = = U U ghgh.C .C = = U UBCBC 可見，兩相短路開斷時，工頻恢復電壓為相電壓可見，兩相短路開斷時，工頻恢復電壓為相電壓的的0.8660.866倍。所以，選用高壓斷路器時不考慮兩相短倍。所以，選用高壓斷路器時不考慮兩相短路開斷。路開斷。三、斷路器開斷單相短路三、斷路器開斷單相短路 斷路器開斷單相短路比開斷三相短路的第一相容易。斷路器開斷單相短路比開

16、斷三相短路的第一相容易。因為單相短路開斷時的恢復電壓較?。橄嚯妷海灰驗閱蜗喽搪烽_斷時的恢復電壓較?。橄嚯妷海话阏J為，斷路器開斷單相短路的能力比三相大般認為，斷路器開斷單相短路的能力比三相大15%15%。 在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，單相短路電流在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，單相短路電流可能大于三相短路電流。所以，選用斷路器要驗算能可能大于三相短路電流。所以，選用斷路器要驗算能否開斷同一地點的單相短路故障（斷路器的額定開斷否開斷同一地點的單相短路故障（斷路器的額定開斷電流乘電流乘1.151.15）。）。四、中性點直接接地的恢復電壓：四、中性點直接接地的恢復電壓：三相短路先開斷相：三

17、相短路先開斷相：1.3U1.3Uxgxg兩相短路：兩相短路：1.25U1.25Uxgxg單相短路先開斷相：單相短路先開斷相：1.0U1.0Uxgxg第四節(jié)第四節(jié) 近區(qū)故障短路近區(qū)故障短路一、一、 近區(qū)故障短路近區(qū)故障短路 距離斷路器安裝地點幾公里處發(fā)生的短路距離斷路器安裝地點幾公里處發(fā)生的短路故障稱近區(qū)短路故障。故障稱近區(qū)短路故障。 一般認為，斷路器能可靠開斷出口短路故一般認為，斷路器能可靠開斷出口短路故障，就必然能開斷近區(qū)短路故障。其實不然，障，就必然能開斷近區(qū)短路故障。其實不然，運行經(jīng)驗也充分證實了這一點。運行經(jīng)驗也充分證實了這一點。 這是因為：雖然近區(qū)短路故障的短路電流這是因為：雖然近區(qū)

18、短路故障的短路電流比出口短路電流小，可是開斷近區(qū)短路故障時，比出口短路電流小，可是開斷近區(qū)短路故障時，斷路器的恢復電壓起始部分上升速率卻大得多。斷路器的恢復電壓起始部分上升速率卻大得多。恢復電壓很快超過介質強度，發(fā)生重燃因而不恢復電壓很快超過介質強度，發(fā)生重燃因而不能熄弧。能熄弧。二、近區(qū)短路故障的恢復電壓二、近區(qū)短路故障的恢復電壓L1：電源的電感：電源的電感C1：電源對地電容：電源對地電容L2：線路的電感：線路的電感C2：線路對地電容：線路對地電容L0 ：線路每公里電抗：線路每公里電抗1、在、在S公里處的短路電流公里處的短路電流L1ABC1uAL2C2uBuhfUxgFDLSIdId = U

19、xg / (L1 + L2) = Uxg / (L1 +L0 S) 觸頭間電弧未熄滅時，觸頭間電弧未熄滅時，A A、B B兩點的電壓相等的，兩點的電壓相等的，其幅值：其幅值：UAm = UBm =2 Id L2 = L0 S Uxg.m / (L1 + L0 S)Id可見，短路點愈遠則電壓愈大。可見，短路點愈遠則電壓愈大。 當短路電流過零時，電弧熄滅，此時電路被分成當短路電流過零時，電弧熄滅，此時電路被分成相互獨立的兩部分。相互獨立的兩部分。 在右側部分中，電弧在右側部分中，電弧熄滅時，熄滅時， C C2 2上的電壓為上的電壓為U UBmBm電弧熄滅后，電弧熄滅后， U UBmBm要在要在L

20、L2 2和和C C2 2串聯(lián)回路中放電，串聯(lián)回路中放電，B B點電點電壓依下式變化：壓依下式變化：u B= UBm cos 2 f2 tf2 =1/ （2 L2 C2 ） =1/ （ 2 S L0 C0 ）其頻率為：其頻率為：UBmuBtTBL1ABC1uAL2C2uBuhfuxg 可見，故障點越遠（可見，故障點越遠（S S越大）越大） ， f f2 2越小；故障越?。还收宵c越近（點越近（S S越?。┰叫。?， f f2 2越大越大 。發(fā)生近區(qū)短路故障時，。發(fā)生近區(qū)短路故障時，S S很小，很小， f f2 2很大（可達幾萬赫茲）。很大（可達幾萬赫茲）。 由于線路由于線路L L0 0和和C C0

21、 0是分布參數(shù)，是分布參數(shù)， u u B B不是上式的余不是上式的余弦波，而是鋸齒波，其頻率為：弦波，而是鋸齒波，其頻率為：f2 =1/ 4 L2 C2 =1/ 4 L0 C01/StuB 左側電路中，左側電路中，A A點的電壓點的電壓u u A A也要按振蕩形式發(fā)生變化：也要按振蕩形式發(fā)生變化：UBm其頻率為：其頻率為：u A= uxg (Uxg.m UAm ) cos 2 f1 ttuAUAmUxg.mf1 =1/ 2 L1 C1TATB通常情況下，通常情況下， f f2 2比比f f1 1大得多，即大得多，即f f2 2 f f1 1 。斷路器觸頭間的恢復電壓為：斷路器觸頭間的恢復電壓為

22、：u uhfhf= u= uA A - u- uB BT TA AT TB B /2 /2t tu uhfhf2U2UBmBm 從圖可知，從圖可知，近區(qū)故障時的恢近區(qū)故障時的恢復電壓起始部分復電壓起始部分上升很快，在半上升很快，在半個周期內達到第個周期內達到第一個峰值一個峰值2U2UBm Bm ，很容易超過斷口很容易超過斷口的介質強度的介質強度U Uj j ，產(chǎn)生再擊穿。產(chǎn)生再擊穿。 開斷近區(qū)故障的主要困難就在這里。開斷近區(qū)故障的主要困難就在這里。tujuhf1tujujuhf2uhf3s1 （小）（?。﹕2 （中）（中）s3 （大）（大）本節(jié)小結：本節(jié)小結： S S較小時（較小時（ s s1

23、 1 ）：恢復）：恢復電壓電壓u uhf1hf1上升很快，但幅值較上升很快，但幅值較小，不易再擊穿，能夠滅弧。小，不易再擊穿，能夠滅弧。t S S很大時（很大時（ s s3 3 ）：恢復）：恢復電壓電壓u uhf3hf3上升很慢，雖然幅值上升很慢，雖然幅值很大，也易不引起再擊穿，也很大，也易不引起再擊穿，也能夠滅弧。能夠滅弧。 S S不大不小時（不大不小時（ s s2 2 ）：）：恢復電壓恢復電壓u uhf2hf2的幅值和上升都的幅值和上升都很快，容易發(fā)生再擊穿，電弧很快，容易發(fā)生再擊穿，電弧無法熄滅，影響系統(tǒng)安全運行。無法熄滅，影響系統(tǒng)安全運行。第五節(jié)第五節(jié) 反相開斷反相開斷X X1 1U

24、U1 1X X2 2U U2 2DLDL1 1DLDL2 2L L一、反相開斷一、反相開斷 如圖的兩個系統(tǒng)，當如圖的兩個系統(tǒng)，當K K點點發(fā)生短路時，兩個系統(tǒng)輸出發(fā)生短路時，兩個系統(tǒng)輸出的有功功率將有不同程度的的有功功率將有不同程度的減少，頻率增加的快慢也不減少，頻率增加的快慢也不一樣，系統(tǒng)失步。一樣，系統(tǒng)失步。 兩個系統(tǒng)完全失步時，兩個系統(tǒng)完全失步時，U U1 1和和U U2 2的電壓相位可能達的電壓相位可能達到反相，聯(lián)絡線上出現(xiàn)振蕩電流。此時斷路器的開斷到反相，聯(lián)絡線上出現(xiàn)振蕩電流。此時斷路器的開斷過程稱反相開斷。過程稱反相開斷。二、反相開斷的特點二、反相開斷的特點I IS S 失步時，若

25、相位差為失步時，若相位差為180180度，則聯(lián)絡斷路器觸度，則聯(lián)絡斷路器觸頭兩端電壓差為：頭兩端電壓差為：U UAB AB = 2 U= 2 U1 1被聯(lián)絡斷路器切斷的電流為：被聯(lián)絡斷路器切斷的電流為：I IS S = 2U= 2U1 1 / / （ L L1 1 + L + L2 2 ） 對于大電力系統(tǒng)，因對于大電力系統(tǒng)，因L L1 1和和L L2 2都很小，電流都很小，電流I IS S很大。很大。聯(lián)絡斷路器必須能切斷這聯(lián)絡斷路器必須能切斷這樣大的電流。并且斷路器樣大的電流。并且斷路器跳閘后觸頭兩端的恢復電跳閘后觸頭兩端的恢復電壓壓U UABAB也很大，比開斷一般也很大，比開斷一般短路故障嚴

26、重的多。短路故障嚴重的多。 所以，所以，110KV110KV以上斷路器要進行反相開斷試驗。以上斷路器要進行反相開斷試驗。規(guī)定工頻恢復電壓為兩倍相電壓，開斷電流為額定規(guī)定工頻恢復電壓為兩倍相電壓，開斷電流為額定開斷電流的開斷電流的25%25%。F F1 1L L2 2L L1 1C C2 2C C1 1DLDLI IS SF F2 2DL1LAB第六節(jié)第六節(jié) 并聯(lián)開斷并聯(lián)開斷ISIS1B一、并聯(lián)開斷一、并聯(lián)開斷 在圖示接線的在圖示接線的B B點短路時，點短路時，斷路器并聯(lián)向短路點供短路斷路器并聯(lián)向短路點供短路電流，又同時開斷短路電流，電流，又同時開斷短路電流，稱為并聯(lián)開斷。稱為并聯(lián)開斷。二、并聯(lián)

27、開斷的特點二、并聯(lián)開斷的特點短路電流：短路電流：IS = Uxg / (LF1 / LF2 + LAB / LDB)ADIS1 = IS LDB/ (LAB+ LDB)IS2 = IS LAB/ (LAB+ LDB)DL1DL2BCISLF1LF2LDBDL2IS2 可見，短路電流按電感分流，如果可見，短路電流按電感分流，如果L LABAB和和L LDBDB相相等，則等，則I IS1 S1 = = I IS2 S2 。 假設假設DLDL1 1首先開斷并熄弧，則首先開斷并熄弧，則DLDL2 2的短路電流可的短路電流可能從很小的數(shù)值猛增至很大的數(shù)值，此時能從很小的數(shù)值猛增至很大的數(shù)值，此時DLDL

28、2 2的觸的觸頭已經(jīng)分斷達很大的開距，電流的猛增將會給斷路頭已經(jīng)分斷達很大的開距，電流的猛增將會給斷路器的工作帶來很大困難。器的工作帶來很大困難。 并聯(lián)開斷實際上是一種發(fā)展性故障，即故障并聯(lián)開斷實際上是一種發(fā)展性故障，即故障在斷路器的開斷過程中。所以，超高壓斷路器要在斷路器的開斷過程中。所以，超高壓斷路器要進行并聯(lián)開斷試驗。進行并聯(lián)開斷試驗。第七節(jié)第七節(jié) 斷路器開斷空載長線斷路器開斷空載長線X X1 1DLDL1 1DLDL2 2X X2 2一、開斷空載長線一、開斷空載長線 在圖示雙電源線路，在圖示雙電源線路，無論誰先開斷，后開斷的無論誰先開斷，后開斷的即構成切斷健全的空載線即構成切斷健全的空

29、載線路。路。 由于開斷空載長線觸頭間易多次重燃，產(chǎn)生由于開斷空載長線觸頭間易多次重燃，產(chǎn)生很高的過電壓，對輸電線路和斷路器本身的絕緣很高的過電壓，對輸電線路和斷路器本身的絕緣都是很嚴重的威脅，所以高壓斷路器必須進行此都是很嚴重的威脅，所以高壓斷路器必須進行此項開斷試驗，給出項開斷試驗，給出“空載線開斷電流空載線開斷電流”額定值。額定值。二、空載電容二、空載電容流過架空線路首端斷路器每相電容電流為：流過架空線路首端斷路器每相電容電流為：每公里電容電流每公里電容電流：U UN N（KVKV）I IC C（A/KmA/Km）1010353560601101102202200.0170.0170.06

30、0.060.10.10.1850.1850.370.37 對于對于10-35KV10-35KV線路，電容電流較小，空載開斷問線路，電容電流較小，空載開斷問題不大；題不大；220KV220KV以上線路，電容電流可達以上線路，電容電流可達100A100A以上，以上，分裂導線將增加分裂導線將增加20%20%，開斷困難。，開斷困難。I IC C = U= UN N C C/ 3 / 3 = U= UN N C C0 0 L L / 3/ 3三、空載開斷過程三、空載開斷過程uLtucit1 當斷路器開斷空載電當斷路器開斷空載電流流 i i 時，電弧在工頻零點時，電弧在工頻零點 t t1 1時熄滅，此時時

31、熄滅，此時 u uc c 恰好為恰好為最大值最大值 - - U Um m 。Cuc 電弧熄滅后，電弧熄滅后，C C上的電上的電荷無處流動，保持為荷無處流動，保持為- -U Um m ，而電源電壓而電源電壓 u u 仍然按正弦仍然按正弦規(guī)律變化，經(jīng)過半波后，在規(guī)律變化，經(jīng)過半波后，在t t2 2時，時， u u 達到達到U Um m 。此時觸。此時觸頭間的恢復電壓：頭間的恢復電壓：uUhf = Um ( -Um )=2 Umt23Um5Umt3 此時，如果觸頭尚未拉開到足夠的距離，并且此時，如果觸頭尚未拉開到足夠的距離，并且介質的絕緣強度也未很好的恢復，觸頭極有可能發(fā)介質的絕緣強度也未很好的恢復

32、，觸頭極有可能發(fā)生第一次重燃。這就相當于斷路器切斷后又瞬間重生第一次重燃。這就相當于斷路器切斷后又瞬間重合一下，引起過渡過程和過電壓。合一下，引起過渡過程和過電壓。 由電工原理，由電工原理，L-CL-C電路由一種穩(wěn)態(tài)變成另一種電路由一種穩(wěn)態(tài)變成另一種穩(wěn)態(tài)要發(fā)生振蕩，其電壓的最大值：穩(wěn)態(tài)要發(fā)生振蕩，其電壓的最大值：Um1 =（穩(wěn)態(tài)值）（穩(wěn)態(tài)值）+（穩(wěn)態(tài)值（穩(wěn)態(tài)值-初態(tài)值）初態(tài)值）Um1 =Um+Um-（-Um）=3Um 同理，如當高頻振蕩電流第二次過零時，電同理，如當高頻振蕩電流第二次過零時，電弧第二次熄滅，再經(jīng)過半波后如再次發(fā)生重燃的弧第二次熄滅，再經(jīng)過半波后如再次發(fā)生重燃的過電壓為：過電壓為

33、：Um1 = -Um+ （- Um- 3Um）= - 5Um斷路器重燃是產(chǎn)生過電壓的根本原因。斷路器重燃是產(chǎn)生過電壓的根本原因。 實測表明，超過實測表明，超過3 3U Um m的概率小于的概率小于5%5%，超過，超過3.53.5U Um m的的概率只有概率只有2%2%，因為過電壓受很多因素的影響。，因為過電壓受很多因素的影響。四、影響切空載線過電壓的因素四、影響切空載線過電壓的因素2 2、斷路器性能的影響、斷路器性能的影響 如果斷路器觸頭分離得很快，觸頭間的絕緣強如果斷路器觸頭分離得很快，觸頭間的絕緣強度也恢復的很快，斷路器就可能不會發(fā)生重燃，過度也恢復的很快，斷路器就可能不會發(fā)生重燃，過電壓

34、就不高。電壓就不高。1 1、擊穿時刻的影響、擊穿時刻的影響 以上分析是在恢復電壓達到最大值時擊穿，實以上分析是在恢復電壓達到最大值時擊穿，實際上擊穿可能在任意時刻發(fā)生，不同時刻擊穿的過際上擊穿可能在任意時刻發(fā)生，不同時刻擊穿的過電壓是不同的。電壓是不同的。3 3、中性點接地方式的影響、中性點接地方式的影響 在中性點直接接地的電網(wǎng)中，導線相間的電在中性點直接接地的電網(wǎng)中，導線相間的電容聯(lián)系不大，各相各自形成獨立的回路，過渡過容聯(lián)系不大，各相各自形成獨立的回路，過渡過程與上述情況相仿。程與上述情況相仿。 中性點非直接接地電網(wǎng)中，由于三相動作往中性點非直接接地電網(wǎng)中，由于三相動作往往不是同期的，在切

35、斷過程中形成不對稱電路，往不是同期的，在切斷過程中形成不對稱電路，各相間的電磁耦合使斷路器在切斷電弧的過程變各相間的電磁耦合使斷路器在切斷電弧的過程變得較為復雜，重燃過電壓大為增加。得較為復雜，重燃過電壓大為增加。 運行經(jīng)驗表明，運行經(jīng)驗表明，110KV110KV系統(tǒng)中，最大實測切空系統(tǒng)中，最大實測切空載過電壓達到載過電壓達到3.2U3.2Um m，154KV154KV經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中，經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中，最大達到最大達到4.5U4.5Um m。一般來說，將中性點接地后，內。一般來說，將中性點接地后，內部過電壓可減小部過電壓可減小20%20%4 4、切空載線路時運行方式的影響、切空載線路

36、時運行方式的影響 當母線上有幾條線路時，只切除其中一條時，當母線上有幾條線路時，只切除其中一條時，過電壓較小，并聯(lián)支路越多，過電壓越小。這是過電壓較小，并聯(lián)支路越多，過電壓越小。這是由于在被切線路重燃瞬間，其線路上的殘余電荷由于在被切線路重燃瞬間，其線路上的殘余電荷先與臨近線路的異號電荷中和的緣故。先與臨近線路的異號電荷中和的緣故。 線路上裝有電磁式電壓互感器時，過電壓將線路上裝有電磁式電壓互感器時，過電壓將顯著降低。電網(wǎng)中，為了同期并網(wǎng)，往往將電壓顯著降低。電網(wǎng)中，為了同期并網(wǎng)，往往將電壓互感器接到線路側，這樣電弧熄滅后，導線上的互感器接到線路側，這樣電弧熄滅后，導線上的殘余電荷經(jīng)互感器流到

37、大地。運行經(jīng)驗表明，殘余電荷經(jīng)互感器流到大地。運行經(jīng)驗表明，220KV220KV線路即使重燃，過電壓的最大倍數(shù)也將由線路即使重燃，過電壓的最大倍數(shù)也將由3.0-3.23.0-3.2降至降至2.0-2.22.0-2.2左右。左右。五、限制切空載線過電壓的措施五、限制切空載線過電壓的措施 1 1、采用不重燃斷路器、采用不重燃斷路器，SWSW2 2、LWLW6 6220220。 其中其中LWLW6 6220220切、合全長切、合全長369369公里公里1010次無重燃。次無重燃。2 2、降低恢復電壓、降低恢復電壓1 1）裝設并聯(lián)電阻）裝設并聯(lián)電阻2 2）采用泄流設備。在）采用泄流設備。在線路側裝設并聯(lián)電抗器線路側裝設并聯(lián)電抗器和電磁式電壓互感器。和電磁式電壓互感器。3 3、采用避雷器、采用避雷器。采用磁吹。采用磁吹 避雷器和氧化鋅避雷器。避雷器和氧化鋅避雷器。1 1