真空断路器的过电压及其防护

 在中压电气设备中，真空断路器以其体积小、重量轻、可靠性高、维护方便等优点，受到广大电力企业的青睐，也是目前最先进的断路器之一。全市电网10kV断路器已全部更换为真空断路器。由于真空断路器的过压问题对其发展速度有一定的影响，所以结合生产实际，对过压的原因进行研究，并采取相应的保护措施是十分必要的。

一、过压产生的类型

1.1截流过电压真空断路器在打开交流小电流时，由于灭弧室本身的原因，当电流从峰值下降到不到自然零点时，电弧熄灭，电流突然中断，感应负载上剩余的电磁能量产生过电压，我们称之为截流过电压。切断过电压不是真空断路器所特有的，其他介质断路器也有切断的情况，但真空断路器比较容易切断，特别是当小电感电流被切断时，切断值较高，其过电流倍数也较大，这会给电力系统特别是高压电器带来危害。

1.2多次重燃过电压真空断路器在开启较大电流(如电动机起动电流等)时，往往会出现过电压危害，即使截流过电压不成问题，也会击穿电机匝间绝缘，这主要是真空断路器多次重燃所产生的过电压所致，称为多次重燃过电压。多次重燃过电压的发生，必须满足很多条件，因而发生的概率很小，但一旦发生，其危害却不可小视，所以应采取必要的预防措施。

1.3与其他类型的断路器相比，容载过电压真空断路器具有更好的开断负荷性能，但在投切电力电容器组时，由于真空断路器空隙弧线后介质恢复强度不够稳定，以及直流耐压水平降低，可能会出现过电压现象。

二、真空断路器在使用过程中产生过电压，对电力设备的绝缘造成危害，应根据过电压的类型采取相应的措施，以减少过电压的产生，降低过电压的数量，除真空断路器制造工艺上存在的问题外，还可通过增加保护装置来改变负载参数来达到目的。

2.1电容保护电感负载端并联电容，可有效降低负载阻抗，从而降低截流过电压的幅度，还可减缓截流过电压的前缘陡峭度，这不仅可保护感性负载，防止截流过电压的破坏，而且可减轻电动机绝缘多次重燃的危险。采用电缆连接真空断路器和变压器或电动机，由于电缆的分布电容大，其作用相当于并联电容，效果很好。

2.2将电阻R与电容C串联组成RC过电压抑制器，作为负载进线端的保护元件并联成组。它既能减缓过电压上升的陡度，又能降低负载的波阻抗，从而降低截流过电压。电阻器的作用是：当发生断流时，它的存在使高频放电电路的衰减系数增大，能减少重燃次数，降低多次重燃过电压，甚至能有效地防止过电压的发生。采用RC抑制器对电机等负载进行保护，效果最佳。

2.3非线性电阻保护

(1)采用普通避雷器与电容并联，普通避雷器可以限制过电压的幅度，而电容可以减缓过电压的陡升。采用金属氧化物避雷器，采用ZnO压敏电阻，无消弧间隙，具有半导体晶体管稳定的特点，是一种新型的避雷器。当电压升高到一定值时，系统的阻值很大，电流很小，阻值下降，并呈现出稳定的特性。必须指出的是，采用氧化铝避雷器作过电压保护，其型号应与系统电压一致，电感负载或电容器组容量应适当匹配。

2.4电感保护的LR过电压抑制器是由真空断路器与电动机供电电缆串联的电抗线圈(或饱和电抗器)和电阻并联构成的LR过电压抑制器，以抑制过电压的陡增和峰值。