真空断路器操作过电压的产生机理及抑制措施

编订：__________________单位：__________________时间：__________________真空断路器操作过电压的防范Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-9132-36 真空断路器操作过电压的防范使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

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真空断路器具有灭弧电压低、灭弧能力强、分断速度快、开断容量大、使用寿命长、适应频繁操作等特点。

已在电力、冶金、化工等领域广泛应用。

但真空断路器在开断过程中会产生过电压，若在运行中使用不当，也会造成断路器爆炸等事故，给安全生产带来重大影响。

1 过电压产生的机理1.1 截流过电压真空断路器在开断负载设备时，会在电流过零前提前熄弧，产生截流现象，即di/dt →，于是在负载设备上将感应出相应的截流过电压，即幅值与断路器的截流水平和负载特性有关。

在同样负载下断路器的截流值越低，过电压幅值越小。

1.2 多次重燃过电压在真空断路器开断电气负载时，当灭弧室触头在工频电流过零时分离熄弧。

由于断路器触头开距小，在恢复电压的作用下将发生重燃。

大家知道，对于电气负载均存在着L-C回路，电弧重燃将会在回路中出现高频电流。

在高频电流过零时，电弧又将熄灭。

由于触头开距小，又会产生新的振荡，再次将触头间隙击穿，导致电弧多次重燃。

这样，在回路中将会出现高电压，其过电压幅值随重燃次数增多而增高。

真空断路器的操作过电压断路器常见问题解决方法真空的操作过电压紧要有截流过电压、重燃高频过电压、重击穿过电压、弹跳过电压等。

截流过电压和重燃过电压一般在开合感性负荷时产生；重击穿过电压和弹跳过电压一真空的操作过电压紧要有截流过电压、重燃高频过电压、重击穿过电压、弹跳过电压等。

截流过电压和重燃过电压一般在开合感性负荷时产生；重击穿过电压和弹跳过电压一般在开合容性负荷时产生。

1.截流过电压在开断交流电流时，由于其极强的灭弧本领，在电流尚未到达自然零点时，电弧熄灭，电流被强迫截断，这就是截流现象。

由于电流被快速截断，电感负荷的磁场能就转化为电场能，引起截流过电压。

当设备的入口较小时，过电压倍数就越高，对系统和设备的绝缘产生极不利的影响。

真空断路器的截流水平紧要取决于断路器触头电极所用的材料。

目前，各国广泛接受的CuCr触头材料的截流水平约为5A。

真空断路器的截流水平也决议了截流过电压的大小。

另外，真空断路器所开合负荷的性质在连接电缆的长度对于截流过电压也有很大的影响。

负荷越小，元件就越呈感性的特征。

因而在电流截断时刻储存在电感上的磁能就越大，如被断开负荷的入口电容越小，由磁能转化为电场能所产生的截流过电压程度就越高。

被断开负荷附设的电缆越长，电容就越大，因而过电压就低。

当电缆长度超过确定值时，就可以将截流过电压限制在系统允许值（3.2倍最大相电压幅值）以下。

只要电缆长度超过200m（总对地电容约0.1？F及以上），则开断配电变压器的各类负荷均不会产生超过设备和系统允许的过电压水平。

2.重燃情况下的截流过电压上述截流过电压的分析是没有考虑真空断路器重燃影响的。

假如在触头刚分别不久就发生截流现象，截流产生的高频振荡过程，在真空断路器的触头间的恢复电压以很快的速度上升。

由于此时触头间距很小，因而简单被击穿，即发生重燃。

重燃时在负荷侧和侧发生高频振荡过程，在间隙中将流过较大的高频电流，高频电流过零熄弧后，假如负荷上储存的能量充分大，它又转化为过电压，使触头间隙再次击穿。

真空断路器操作过电压的抑制方法
真空断路器操作过电压的抑制方法包括以下几种：
1. 增加电阻：在真空断路器的电路中加入合适大小的电阻，可以限制电流的流动，从而降低过电压的程度。

2. 增加电容：在真空断路器的电路中加入适当大小的电容，可以增加电路的储能能力，从而吸收过电压产生的能量。

3. 接地保护：通过将真空断路器的金属外壳或者接地引线与地面连接，将过电压引导到地下，以保护电路设备。

4. 使用降压器：在真空断路器电路中增加稳压降压装置，将过高的电压降低到正常工作范围内。

5. 使用过压保护器：在真空断路器的电路中增加过压保护器，一旦电压超过预设值，保护器将自动切断电路，防止过电压损坏设备。

6. 使用电压稳定器：通过使用电压稳定器，使输入电压保持在设定值范围内，从而避免过电压的产生。

以上是常见的一些抑制真空断路器操作过电压的方法，具体的方法选择可以根据实际情况和需求进行综合考虑。

浅析真空断路器开断电抗器操作过电压产生的原因及抑制措施随着电力系统电网的不断扩大，为了保证系统稳定运行和供电质量，电网中、特别是在枢纽变电所，其低压侧均装设了用于无功调节的电抗器组。

这种设备，出于其调节功能的需要，通常是投切频繁，同时，受安装场地等客观因素的影响，在其开断设备的选择上，具有灭弧能力强、触头损耗小、开断次数多、维护少、检修周期长等优点的真空断路器，成为设计优选方案。

电抗器属于储能元件，在运行操作过程中，由于其工作状态发生变化，可能产生数倍于电源电压的操作过电压。

真空断路器是采用真空作为灭弧介质，在开断电抗器时，其操作电压产生的机理和类型，与油断路器有所不同。

1产生操作过电压的原因真空断路器开断电抗器时，操作过电压一般可分为：截流过电压、三相同时截流过电压和高频重燃过电压三种。

另外，由于断路器的制造工艺问题，在合闸时发生弹跳，引起操作过电压的情况则更为复杂。

(1)截流过电压。

①产生的原因是因真空断路器灭弧能力强，在开断电抗器时，可能在电流到达零点之前发生强制熄灭，这就是断路器的截流。

此时有大的电流变化率而电抗器侧压降UL=L，即形成过电压。

②影响截流过电压大小的因素，根据理论计算，截流过电压倍数Kn可用下式表出：式中ηm——磁能转化为电场能的损耗系数，小于1fo——自振频率，大小为2πf——工频50Hzα——截流相角由此可见，影响过电压倍数的两个主要因素为：a.电抗器电感的大小及外部联线与电气设备的杂散电容大小；b.截流角度α，当α→90°，即电流在接近峰值处被截断，过电压倍数达最大值，过电压现象最为严重。

对于真空断路器而言，其截流水平也直接影响操作过电压倍数，而截流水平又与真空灭弧室的制造工艺及断路器服务对象有关。

强灭弧能力的真空断路器，在开断小电流时，截流过电压产生的机率较高，对于大电流负载则可能不会产生明显的影响。

(2)三相同时截流过电压。

从物理角度而言，图(1)中，断路器K开断后，L、C电路中定会产生高频率的能量振荡。