二、限制截流過電壓的措施
降低過電壓,應降低截流值Ij或降低特性阻抗Z(即降低電感L或增大電容C)。已有設備的電感不可能改變,所以降低過電壓應限制截流值Ij或增大電容值C。真空開關與負載之間總是有一定長度的電纜進行連接的,電纜本身存在的分布電容使特性阻抗Z降低,降低過電壓。限制過電壓可采用以下措施。
1.使用低截流值的真空開關。
(1)改進觸頭。大量試驗與實踐證明,截流值Ij主要取決于觸頭的金屬材料,一般來說,觸頭材料的飽和蒸汽壓力越高,導熱系數(shù)越小,截流值就越低;反之,則越高。而技術上對真空開關觸頭的要求是多方面的,既要求觸頭的截流值低,又要求開關有很強的分斷能力(即可分斷大電流的能力),還要求在動、靜觸頭分開時具有較高的介電強度,單一的金屬材料很難滿足要求。因此,常用多元合金或在多孔的高熔點金屬(如鎢、鉻等)觸頭上浸漬低熔點合金(銅或銅合金)。這種觸頭的陰極斑點可噴發(fā)相對較多的金屬蒸汽,在滿足其他性能的要求下盡量降低截流值。
(2)開關的分閘速度由固定值變?yōu)榭烧{。開斷大電流時采用高速分閘,開斷小電流時調為低速分閘。這對開關廠提出了較高的要求。這也順應了開關智能化的潮流。
2.并聯(lián)氧化鋅避雷器MOA。
在中性點不接地系統(tǒng)中,MOA必須承受單相接地弧光接地過電壓的長期作用,時間可以是2小時,因此使用MOA時必須提高其直流1mA參考電壓,導致MOA殘壓升高,只能勉強與變壓器的出廠直流耐壓值配合,保護效果較差。
3.采用RC吸收裝置。
RC吸收裝置原理的核心就是用來改變電路的工作狀態(tài),將振蕩電路改為非振蕩電路,從而抑制過電壓。從以上分析可知,只有R、C1比較大時,非振蕩條件才能得到滿足,RC吸收裝置是目前應用最多的限壓裝置,且效果很好。
干式變壓器難燃、耐潮、體積小、維護方便,主要用于高層建筑、地鐵、煤礦、石油化工等“三防”要求高的場所。而這些場所的開關常選用真空開關。由以上分析可知,干式變壓器耐沖擊強度不高,而干式變壓器上的過電壓一般較高,危害很大,應注意防護。而且電壓越高,容量越小,其特性阻抗Z越大,過電壓越高,應特別防護。
由于真空開關開斷空載變壓器時過電壓的大小與真空開關觸頭材料、觸頭結構形式、被保護設備的參數(shù)等有關,不同廠家的產品用在不同的環(huán)境中的結果都有較大不同,實際上很難用公式精確計算,一般要在具體環(huán)境下通過試驗確定,雖然廠家也提供了一些相關的數(shù)據(jù),如ABB公司提供的參數(shù)表明,其真空開關(銅鉻觸頭)開斷空載變壓器時,過電壓一般不超過3倍相電壓,且一般不需要保護。但廠家的參數(shù)一般只是平均值,只能說明過電壓超過3倍相電壓的概率很小,并不是不會出現(xiàn)3倍及以上的過電壓。采取限制措施是必要的。