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(一)

真空断路器截流过电压仿真计算以及抑制措施真空断路器是一种重要的高压开关设备，广泛应用于各种高压电力系统中。

但是，在真空断路器工作时，会产生一些电压过高的情况，对电力系统产生不良影响。

因此，对真空断路器截流过电压的仿真计算和抑制措施有着非常重要的意义。

一、真空断路器截流过电压的分析当真空断路器在分断回路时，在它的触头之间就会产生空气击穿，形成一个电弧，引起电子的迁移和电离过程，导致电压在触头之间引起了瞬间的上升，出现截流过电压现象。

这种电压的产生是由于电离过程的延续性引起的。

电离过程中，电子的总数逐渐增加，如果在该过程中，停止了电离，那么，这种电压就会在一个瞬间内消失，这个瞬间就是电弧熄灭的瞬间。

二、仿真计算在仿真计算中，可以使用PSCAD/EMTDC和MATLAB等软件进行模拟。

如图所示，对于直流电力系统，可以采用电抗补偿的方法，增加分断回路中的感应电动力。

对于交流电力系统，可以采用无功功率补偿或串联电抗补偿等方法来抑制过电压。

三、抑制措施（1）采用抗振器：抗振器可以减小真空断路器在截流过电压时，出现的振动幅值，减轻真空断路器的受力状况。

（2）增加感应电动力：通过增加分断回路中的感应电动力，可以让系统在真空断路器开关时产生较低的电压过电压。

（3）采用合适的断路极：在不同的情况下，采用不同的断路极，可以有效地防止截流过电压的出现。

（4）采取电容并联的方法：电容并联方法可以有效地降低系统中的谐波大小。

四、结论真空断路器截流过电压的仿真计算和抑制措施的研究对电力系统的正常运行具有非常重要的意义。

在实际应用中，应根据具体情况，选择合适的抑制措施。

通过不断的研究和探索，可以进一步提高电力系统的稳定性和可靠性。

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。

真空开关的操作过电压及其防护范文真空开关是一种正常工作时内部为空气，在断开或闭合后容器内维持一定真空度的一种开关装置。

它由真空瓶、隔离开关、触头、弹簧、操作杆、塞头等构成。

真空开关具有高断路能力、长寿命、可靠性好等特点，广泛应用于电力系统中的输配电网以及工业生产中。

而真空开关的操作过电压及其防护是真空开关工作过程中的关键问题之一。

本文将从操作过电压的产生原因、操作过电压的分类及其对真空开关的危害、操作过电压的防护措施等方面进行详细介绍，以帮助读者更好地了解真空开关的操作过电压及其防护。

一、操作过电压的产生原因真空开关在运行过程中，常常会受到一些突变的电力信号，这些信号都会引起过电压的产生。

操作过电压的产生原因主要包括以下几个方面：1.突然断开负载：当真空开关突然断开一个大容量的负载电路时，由于负载电流突然减小，导致开关两触头之间的电弧突然熄灭，产生大的开断电压。

当某段电路突然失去负载时，还可能导致了释放电涌，即电源的能量回流，使得负零突的瞬时电流增大。

2.突然接入负载：当真空开关突然接入一个大容量的负载电路时，由于负载电流突然增大，导致开关两触头之间的电压瞬间升高，产生大的合上电压。

在低电压网中，由于电源的瞬时电压和电流增大，会导致汽轮机和发电机的运行异常，严重时还会造成设备的烧坏。

而在高电压网中，由于大电流流过合上开关，容易引起隐患，如电弧烧坏设备、局部过热等。

3.突然接入电源：当真空开关突然接入一个高压电源时，由于电源电压的突变，导致开关两触头之间的电压瞬间升高，产生大的合上电压。

这种情况下，会产生较大的电弧，从而可能引发设备的烧坏。

以上就是真空开关操作过电压的产生原因，下面将对操作过电压进行分类及其对真空开关的危害进行详细介绍。

二、操作过电压的分类及其对真空开关的危害根据产生操作过电压的原因，操作过电压可以分为电源电压突变过电压、并联电抗切除引起的过电压、串联超高频波过电压等。

这些过电压在真空开关中会产生一系列的危害，如：1.烧伤触头：当发生突然断开负载的情况时，电弧熄灭后，电流在主回路中会出现快速变化的负零突，它是指在开关的触头之间突变的电流，其瞬时电流峰值往往达到电流的10-20倍以上。

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。

浅谈35kV真空断路器在开断并联电抗器过程中操作过电压的防范措施摘要：通过对某变电站35kV并联电抗器回路投运过程中产生的过电压的原因进行分析，并提出相应的防范措施。

关键词：真空断路器；并联电抗器；过电压一．问题的发现220kV香格里拉变35kV采用固封式真空断路器，在冲击投运过程中发现以下问题：（1）35kV电抗器组断路器在分、合闸时响声明显大于电容器组，且开关柜有轻微震动。

（2）35kV电抗器组断路器在分闸时伴有明显弧光；后经开柜检查发现下隔离开关（电抗器侧）触头相间有放电痕迹。

（3）35kV电抗器组断路器在分、合闸时，电抗器组避雷器计数器均动作。

二．过电压的产生原因分析（1）合闸时产生的过电压。

在真空开关合闸时，由于开关动、静触头间的间隙逐渐变小，在两触头正式接触之前，两触头之间的间隙被击穿，产生高频电压，当高频电流过零点时又被断开，这时就会产生高频过电压，但是由于两触头间的间隙正逐渐减小，这种过电压在逐渐变小，不会产生太高的电压，一般只有额定电压的3～4倍，所以其危害性不算太大，对电气设备的绝缘性能和操作人员的安全不会构成危害。

（2）分闸时产生的过电压。

在操作真空开关分闸时，由于真空开关内的真空度相当高，所以其灭弧能力相当强，在电弧电流尚未过零时，电弧就被强行熄灭，但由于真空电弧与其它介质中的电弧，在表现形式和特性上有着本质的区别。

在气体电弧中，触头间存在大量的游离气体，触头刚分离瞬间，在极高电场作用下，气体发生电离，成为导体，形成较大的电弧。

而在真空开关中，由于真空度很高，触头间的残存气体非常稀薄，几乎不起作用，在动静触头刚分离时，只能是由触头材料本身产生的金属蒸气电离后，使触头间隙击穿，形成真空电弧，这种真空电弧电流值相当小，当它被突然切断时，如果所带负载又为感性负载（如电抗器等），负载上的剩余电磁场就会产生反向过电压，也可称为截流过电压。

这种过电压值可以达到额定供电电压的十倍左右。

浅谈真空断路器的过电压保护【摘要】真空断路器的操作过电压严重威胁电力系统和设各的安全。

对真空断路器操作过电压的产生特点及应用进行了分析，对真空断路器的过电压保护提出了解决方案。

【关键词】真空断路器；过电压；保护；方案1.真空断路器操作过电压的产生及原因分析真空断路器在开断高压感应电动机等感性负载时，所产生的过电压有三种类型：1.1截流过电压当真空断路器断开小电感电流时，由于开关本身的原因，往往出现负荷电流在未达到零点前被强行开断的现象，电感负载上剩余的电磁能因此产生过电压，这种由截流现象产生的过电压称为截流过电压。

截流过电压的大小与截流值及负载的电感成正比。

截流过电压有以下特点：（1）截流过电压与真空断路器的截流值I大小有关，截流值越高，过电压值越高。

（2）截流只发生在开断小电流时，电流越大，陡度越大，截流值就越小。

（3）过电压的震荡频率很高，可达数千hZ，高的频率必然伴随着高的过电压。

（4）相对地过电压是按相对地电容和相间电容而分配的，通常相对地过电压为相间的2/3。

（5）电动机和变压器容量越小，过电压越高。

电动机和变压器容量小，开断电流较小，回路电容小，电感大，因而波阻抗较大，造成过电压数值高。

（6）回路的电缆在50-200m范围内过电压最高，而这一长度范围基本是开关柜到电动机或变压器的长度，电缆长度过短时，振荡频率高，熄弧困难，延长了熄弧时间，过电压低；电缆长度长时，回路电容量大，波阻抗下降也会使过电压降低。

1.2多次重燃过电压当真空断路器断开容性电流或大的电感电流时，重燃或重击穿过电压是问题的主要方面。

我们用下面图1的电容开断电路图来进行分析。

如果在t=t。

时断路器断开，产生电弧，因为电弧电压很低，可近似uf≈0（为uf。

0（uff为电弧电压），所以电源电压u与电容电压uc基本相等，即u≈uc。

在t≈t1时，电流过零，电弧熄灭，这时电源电压将继续按正弦规律变化而逐渐变小，但电容电压因电路开断不再变化，保持：uc=-um （1）断路器触头间的电压uhf=u-uc=-Um_-（--Um）=2um （2）此时若触头间的介质强度不够，则发生了击穿，电路会发生高频振荡（振荡频率f0= ），触头间出现高频电流。

开断并联电抗器过电压机理分析及应对措施摘要：近年来，随着真空断路器在电力系统的普及应用，与之相关的系统过电压事故也时有发生，特别是在开断感性负载时更为常见。

随着电力系统的发展，以及线路电缆化率的提高，电力系统在负荷低谷期间对感性无功补偿的需求在不断增大，因此并联电抗器在电力系统中的使用越来越广泛。

但是并联电抗器在开断过程中会产生截流效应，从而引发截流过电压以及重燃过电压，威胁电气设备的安全，影响系统安全稳定运行。

本文主要讨论开断并联电抗器过电压机理分析及应对措施。

关键词：开断并联；电抗器；过电压引言随着电力系统的发展，以及线路电缆化率的提高，电力系统在负荷低谷期间对感性无功补偿的需求在不断增大。

并联电抗器作为电力系统中的感性无功补偿装置，在维持系统稳定性、优化系统经济效益和提高线路输电容量等方面起到了积极作用。

在真空断路器断开并联电抗器时，极易在电抗器侧和母线侧产生过电压，可能引发电抗器烧毁、开关柜爆炸、母线绝缘击穿等事故。

1过电压机理分析1.1截流过电压真空断路器在分闸过程中，电弧迅速被拉伸，弧道电阻增加，在开断电流还未到达过零点之前即有可能被强迫截断，发生强制熄弧，这就是截流现象。

由于断路器的截流，回路中的电流变化率很大，并联电抗器上的电压也随之增大，由此形成的过电压即为截流过电压。

1.2重燃过电压并联电抗器开断时，在首先开断相的并抗侧会出现截流过电压，而此时在电源侧还存在工频电压，这两个电压构成了断路器触头间的恢复电压。

如果某一时刻恢复电压大于触头绝缘强度，电弧就会将断口再次击穿而重燃。

断路器重燃后，系统侧的电压行波通过断路器向电抗器侧传播，传播过程中出现多个振荡回路。

1.3三相同时开断过电压上述重燃过程中产生的高频振荡电流经过相间电容和互感的耦合后叠加到另外两相的工频电流上，有可能使这两相电流在工频自然过零点之前就出现一个高频暂态的过零点，电流将被真空断路器强制开断截流。

强制熄弧后，这两相电流依然存在不能突变，只能对断路器负荷侧的对地电容振荡充电，由于两相瞬时电流大小相等、方向相反，产生的过电压幅值相等、方向相反，这就导致相间过电压水平最高将达对地过电压的2倍。

真空断路器的过电压及其防护真空断路器是一种重要的高压电气设备，广泛应用于电力系统和工业领域。

它的主要功能是在电路中断开或闭合电流。

然而，在电力系统运行过程中，会产生各种各样的过电压问题。

本文将重点介绍真空断路器的过电压问题及其防护措施。

一、过电压问题的原因1. 冲击过电压：电力系统中，当电力负载发生突然变化或故障时，会引发电流和电压的突变，造成电网的冲击过电压。

2. 操作过电压：在真空断路器操作时，由于机械操作、电磁线圈启动和断开等原因，往往会产生瞬态过电压。

3. 接地问题：电力系统中存在设备、线路或接地电流之间的非同步性，也会导致过电压。

4. 自然灾害：如雷电等自然灾害，会产生大量的过电压。

二、真空断路器的过电压问题真空断路器在电力系统中，常常承担着快速接通和断开电流的任务。

在操作过程中，由于电流和电压的突变，会产生以下过电压问题：1. 操作冲击过电压：真空断路器快速接通和断开电流时，电流和电压的突变会引发工频冲击过电压。

2. 分闸弧光过电压：真空断路器在断开负载电流时，由于负载上的电感元件，会引起电容电流和分闸时的爆炸弧光，引发分闸弧光过电压。

3. 合闸冲击过电压：真空断路器合闸时，高频电流和电压的突变，会引发工频冲击过电压。

4. 受电弧影响的过电压：某些特殊操作条件下，真空断路器内部可能会出现受电弧影响的过电压。

三、真空断路器的过电压防护措施为了保护真空断路器及其他电力设备的安全稳定运行，需要采取适当的过电压防护措施。

以下是常见的防护措施：1. 装置类防护措施：(1) 联锁装置：在操作真空断路器前，要求先使真空断路器处于断开位置。

对于高压侧真空断路器，要求低压侧电路也处于断开。

(2) 限流装置：通过加装电感、电容等元件来限制过电压的波动幅度，保护真空断路器免受过电压冲击。

(3) 励磁电阻：通过增加励磁电阻，限制励磁电流，减小电压暂降。

(4) 接地措施：通过合理的接地系统设计，能够有效地分散和消除过电压。