高壓電容器引起-過電壓及其對(duì)策(續(xù))

1、高壓電容器引起-過電壓及其對(duì)策(續(xù))論文作者：沈文琪 郭天興 楊景南 張愛莉 張建平摘要： 對(duì)內(nèi)熔絲電容器中，因內(nèi)熔線動(dòng)作引起的作用在完好元件上的過電壓進(jìn)行了定性、定量分析。進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。提出了解決辦法。 關(guān)鍵詞：內(nèi)熔絲 內(nèi)熔絲電容器 元件 直流分量 過電壓 放電電阻 加上熔絲動(dòng)作后故障串聯(lián)段所分擔(dān)的交流電壓的升高，實(shí)際所受到的電壓峰值可能會(huì)更高些。通過以上分析可知，在高壓內(nèi)熔絲電容器中的內(nèi)熔絲動(dòng)作之后，在其各個(gè)串聯(lián)段上會(huì)出現(xiàn)直流電壓分量。在高壓內(nèi)熔絲電容器中內(nèi)熔絲動(dòng)作之后之所以會(huì)在各串聯(lián)段上出現(xiàn)過電壓，就是由這些直流電壓分量與交流電壓分量疊加引起的。對(duì)于內(nèi)部電氣聯(lián)結(jié)如圖1所示的高壓內(nèi)熔絲電

2、容器，不難看出存在于各個(gè)串聯(lián)段上的直流電壓分量，只有通過其本身的絕緣電阻慢慢下降。在故障串聯(lián)段上的直流電壓分量與時(shí)間的關(guān)系為： t=RsCsln(U0UR) (11)式中:t故障串聯(lián)段上直流電壓分量的持續(xù)時(shí)間(s)； Rs、Cs分別為故障串聯(lián)段的極間絕緣電阻和電容； UR熔絲動(dòng)作后，經(jīng)時(shí)間t，在故障串聯(lián)段上剩余的直流電壓分量 在式(11)中，Rs、Cs是一個(gè)與電容器極間材料的介電性能有關(guān)的常數(shù)，通?？捎脕肀硎荆矗?RsCs= 2007-05-11(12)對(duì)于用二芳基乙烷浸漬的PP膜介質(zhì)，=5104S，對(duì)于UR可以取0.1U0，即當(dāng)故障串聯(lián)段上的直流電壓分量降到其起始值的1/10時(shí)，就可認(rèn)為其

3、對(duì)電容器的影響可以忽略不計(jì)了。把上述值代入式(11)，可得： t=5104ln10s32 h (13) 也就是說，在如圖1那樣結(jié)構(gòu)的BFM型高壓全膜內(nèi)熔絲電容器中由內(nèi)熔絲動(dòng)作所引起的過電壓，在其故障串聯(lián)段上將持續(xù)32h，在這個(gè)過電壓持續(xù)時(shí)間內(nèi)極可能會(huì)給電容器介質(zhì)造成傷害。3 解決辦法3.1 在高壓內(nèi)熔絲電容器的每一個(gè)串聯(lián)段上并接一個(gè)內(nèi)放電電阻，如圖5所示，這樣，由內(nèi)熔絲動(dòng)作產(chǎn)生的分布在各個(gè)串聯(lián)段上的“陷阱電荷”就有了一個(gè)釋放通道，在故障串聯(lián)段上的直流電壓分量與時(shí)間的關(guān)系變?yōu)椋?t=rsCsln(U0U2007-05-11R)(14) 如果我們設(shè)定U0/UR=10；t=300s，則我們可得到：

4、rs=300(2.3Cs)(15) 例如：對(duì)于內(nèi)部有4個(gè)串聯(lián)段的BAM11/4 試驗(yàn) 試驗(yàn)在如圖7所示的模擬電路上進(jìn)行。 圖中C1、C2構(gòu)成了一臺(tái)內(nèi)部有4個(gè)串聯(lián)段的高壓并聯(lián)電容器的等值電路，C2為其中一個(gè)串聯(lián)段的等值電路，其中f模擬內(nèi)部熔絲，K模擬與內(nèi)熔絲串聯(lián)的擊穿元件，當(dāng)故障元件擊穿，K合上，在電容C2上儲(chǔ)存的能量向f放電，將f熔斷，在C2上的電壓波形如圖2007-05-118、圖9所示。圖8是在負(fù)半波時(shí)熔絲動(dòng)作，所形成的直流電壓為正值，U0=3(小格)而Um=8(小格)，所以熔絲動(dòng)作后，正半周電壓幅值Um=3+8=11(小格)。UmUm=118=1.38。圖9是在正半周時(shí)熔絲動(dòng)作，所以U0為負(fù)值，電壓波形下移，U0=-4(小格)，所以在負(fù)半周的電壓幅值為UUm=8+4=12(小格)，UmUm=1.5。2007-05-11 圖10和圖11是在Us=1kV的情況下得到的波形圖。由于所施加的電壓較低，在C2上所儲(chǔ)存的能量僅為Us=3kV時(shí)的1/9。在真空開關(guān)合上后，在C2上所儲(chǔ)存的能量不足以使熔絲f熔斷，此后在交流電流的作用下，經(jīng)若干個(gè)周波后熔絲熔斷。這時(shí)，由于在電容C2上的電荷已完全放凈，所以