高寒地區35kv電纜滅弧消諧方案研究

陳泓達（國家電網甘孜供電公司,四川 甘孜 626000）

高寒地區35kv電纜滅弧消諧方案研究

陳泓達
（國家電網甘孜供電公司,四川 甘孜 626000）

摘 要：目前，高寒地區電網存在著直流斷路器在短路時由于電弧而致接頭被破壞的情況，這給電網的運營帶來很大的麻煩，所以，為了解決這個問題，本文將討論高寒地區35kv電纜滅弧消諧的方案。

關鍵詞：滅弧消諧;高寒地區;35KV

目前，高寒地區電網存在著直流斷路器在短路時由于電弧而致接頭被破壞的情況，這給電網的運營帶來很大的麻煩，所以，為了更好地解決這個問題，本文將討論高寒地區35kv電纜滅弧消諧的方案。

1 電弧的產生

要解決這個問題，首先要知道電弧是怎樣產生的？在動觸頭被分離后，和靜觸頭的結合積就會慢慢地變少,使得觸頭真正結合的電流密度慢慢地變大,故使得相關原料的溫度不斷地升高。就在分離的那一剎那,結合之處的原料不再固化,成為了液態金屬橋。而此物再次分離,大量的原料就會成為蒸汽飄到觸頭里。而這個過程里,溫度本就非常高，故而原料的表層就會把生成的熱能逸出。并且,兩種觸頭還未足夠分離,他們之間的電場還很強,故而，也將會有電子散出。

這些電子在進入到弧隙后,將經電離而出現比之前還多的數量。電子在陽極和正電荷交合生成熱能。正離子就在陰極生成熱能，由此就變成了二次電子，并且，正離子還將在陰極同電子交融，產生新的能量。不獨如此,大量的正離子與電子還將于弧隙空間交融,將讓粒子運動更加強烈。這些都會使得弧隙間的氣體立即升溫,當溫度越來越高,就會有大量電離生成。而且，兩種觸頭的間隙也將越來越大,伴隨著弧隙間大量的粒子、高溫氣體、電壓降低，也就造成了電離減弱，熱電離將占據主要地位。只要弧隙中生成熱電離，電離也就會持續不斷地被增強，由此造成粒子數不斷增多，電導率不斷增大，電壓也越來越低，于是電弧就開始燃燒。

此前高寒地區35KV的整個系統的最主要的形式是單母線形式,它是中性點經高阻接地系統，更多的是保障整流變壓器。電解整流變壓器帶大容量可控硅整流設備,在過程中就會有很多高次諧波生成而由此存在一定的危險因素。

2 滅弧消諧

此種電弧對電路既有好處也有害處。好的地方是可以泄放電磁能,從而減小過電壓。而不好之處就是電弧將拖后電路開斷,電弧溫度過高就會造成觸頭損壞,也就讓觸頭的使用期限大大減短，甚至還可能會引起火災、爆炸,絕對不能掉以輕心。所以,充分了解電弧的產生將有助于我們研究滅弧消諧。

過去，本部門為了解決35KV供電系統中出現的這個問題，則于很多地方都配備了HD-XHG微機消弧消諧柜。可是，消弧裝置并沒能夠徹底解決這一問題，依然還是存在著隱患。比如，當35KV系統出現了問題時, HD-XHG微機消弧消諧柜就沒能及時地真正意義上地解決單相接地問題。之所以出現這種現象，根據生產方的解釋是HD-XHG微機消弧消諧柜所使用的PT的勵磁特性有問題,有的時候就可能出現未能發揮消諧作用的情況。面對這些情況，如今本部門則選用單獨的35KV供電系統就只配備一套HDXHG微機消弧消諧柜，如是要進行大的運行時則還要取消一套消弧柜。假若是進行大的運行時，依然還是要想配備配備一套HDXHG微機消弧消諧柜的話,那么，這一套HD-XHG微機消弧消諧柜所能起到的裝備。

筆者的研究目的是以最短時間熄滅電弧，也就是研究采用什么方法可以杜絕電弧的生成,又或是電弧生成后，采用什么方法讓它存在的時間最大程度地減小。

由于直流系統的電流無法自動過零點,所以，如要熄滅電弧,還得人為過零點，以此來對高寒地區35kv電纜滅弧消諧。

在弧長不變的情況下，在一定電流下測試計算弧隙的電壓。和普通的導體不一樣的是, 電弧電阻會伴隨電弧電流變大而變小，電弧電阻除了與弧長有關系外，還和電極材料、壓力、相對電弧運動速度等等都有著密切的關系。

在直流電路中,只要滿足了條件,電弧就會熄滅。然而,真實的情況是，就算是電弧熄滅條件已完全滿足,但電弧還是不可能立即就熄滅,這主要是由于電路中的弧柱與電感都有著熱慣性,因此電弧也就僅僅是將要媳滅,但真正的熄滅還是要一些時間。所以，理論上可以用下面的方法來完成直電弧的熄滅：

（1）提升電弧靜態伏安特性。

（2）增強電路負載電阻值。

（3）選擇恰當的強迫電流過零回路，利用交流電弧熄滅原理來滅弧。

（4）選用單獨的35KV供電系統就只配備一套HD-XHG微機消弧消諧柜，起到提醒報警的作用，增強系統的維護功能。

“如果在直流電流上通過疊加合適的交流電流,則電路電流將出現過零點，由此便可以利用交流電弧媳滅原理來媳滅直流的過零。由于直流電弧滅弧原理中電流過零是通過附加回路實現的,所以這種電流過零也稱為強迫過零。……這種方法也就是本文中所提到的電流轉移法的原理，即釆用預充電的電容器經過電感放電形成一個高頻反向振蕩電流，加在直流斷路器上，從而產生電流零點，最終熄滅電弧[1]”。

3 結語

綜上所述，隨著高壓供電系統愈來愈普遍，利用人工過零點滅弧的方法是高寒地區35kv電纜滅弧消諧的嶄新發展方向。然而，筆者本人對35kv電纜滅弧消諧的整個理解也還是有不足的地方，基于此，還需要用更多的精力去深入研究，以期提出更好更周祥的高寒地區35KV電纜滅弧消諧方案。

參考文獻：

[1]高銀銀.地鐵用直流斷路器滅弧方案的研究[D].

作者簡介：陳泓達(1974-)，男，四川達州人，研究生研究方向：高原高海拔地區變電設備選型，變電站運維管理。