影響35kv電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷因素探究

劉春嬋

（國網(wǎng)山西省忻州忻府供電公司,山西 忻州 034000）

0 引言

原有35kv控制運行電路存有一定的缺陷，主要是因為內(nèi)部穿過的磁通量較多，造成電路極易出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。并且設(shè)備元器件在高頻狀態(tài)下，容易造成同頻干擾。但通過現(xiàn)有模式的整改，使其減少了原有的缺陷。不但降低了設(shè)備的故障率，而且還提高了運行效率。

1 電容式電壓互感器及熔斷器運行工作原理

1.1 電容式電壓互感器運行工作原理

電容式電壓互感器在高壓電力系統(tǒng)中，能夠完成對電流數(shù)據(jù)的偵測、傳輸以及保護(hù)等，使之保證電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該互感器與電磁式相比，其造成成本低，安全系統(tǒng)穩(wěn)定性能高，主要因為該互感器不會與電壓系統(tǒng)發(fā)生磁鐵諧振等現(xiàn)象。電容式互感器分為五部分，包括：分壓電容、補償電抗器、中間變壓器、阻尼器以及運行附屬裝置。當(dāng)分壓電容逐漸降低電路電壓時，其互感器的絕緣性會有一定程度的降低。補償電感根據(jù)補償系數(shù)的要求進(jìn)行電壓補償，一般輸出的補償電壓為100，輸出值與分壓電容器的電壓值具有一致性，保證兩種電容器在運行控制電路中發(fā)生工頻串聯(lián)諧振。當(dāng)運行控制電路恢復(fù)至正常狀態(tài)時，電壓便會升高。此時的運行的電路電壓值會超過整個運行控制保護(hù)電路中的臨界值，會對阻尼器等設(shè)備造成一定的傷害，并且此時電容器的鉛芯出現(xiàn)鐵磁諧振現(xiàn)象。所以需要對調(diào)諧電抗器以及電感進(jìn)行二次負(fù)荷的計算，保證運行控制電路的穩(wěn)定性。

1.2 電容式熔斷器運行工作原理

熔斷器在結(jié)構(gòu)上由5部分組成，分別為：熔體管、瓷套、棒式支柱絕緣子、緊固法蘭以及接線端帽，熔體管內(nèi)含有等值較高的滅弧介質(zhì)，當(dāng)電路中通過較大的電流或電壓時，便會擊穿熔體管內(nèi)的金屬絲，電弧效應(yīng)產(chǎn)生的蒸氣便會在管內(nèi)，經(jīng)過石英砂流出其裝置。熔斷器開斷時產(chǎn)生的電壓分為2種類型，一種是爆炸電壓，一種是燃弧電壓；現(xiàn)如今主要產(chǎn)生的是爆炸電壓，爆炸電壓是熔斷器瞬間斷開，形成脈沖波形的電壓。溶液內(nèi)溫度達(dá)到一定數(shù)值時，便會受到電磁收縮力的影響，產(chǎn)生“液珠”現(xiàn)象。此時電流密度大，并且產(chǎn)生的蒸氣對電介質(zhì)具有一定的沖擊力，造成在短時間內(nèi)造成內(nèi)部壓力的爆炸。熔斷器熔斷過程不但與電流大小、熔體沸點以及內(nèi)部壓力的大小，并且與石英彼此之間的撞擊程度也有一定的關(guān)聯(lián)。例如：當(dāng)內(nèi)部運行控制電路中，電流不斷上升，內(nèi)部壓力凝聚，并且內(nèi)部控制溫度已達(dá)到熔絲的沸點，此時熔斷器便會處于斷開狀態(tài)。內(nèi)部石英由初始的靜止?fàn)顟B(tài)，便會轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始位移，然后在容器內(nèi)被壓縮，最終流出容器裝置。該裝置主要起到的作用，便是防止過大電流對電路的擊穿，切斷最大短路電流的界限。

2 電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷因素

電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷是由于短時間內(nèi)承載的電荷量較多，無法在有效時間內(nèi)將過多的電荷分散至大地，造成內(nèi)部電路的擊穿。例如：在遭遇雷雨天氣時，由于避雷針將大量的點電荷傳輸至大地。但殘余的電壓部分便會施加于電容式電壓互感器及熔斷器兩側(cè)，導(dǎo)致內(nèi)部線路的擊穿。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要因素是因為35kv架設(shè)的線路離地面較長，線路部分產(chǎn)生的電容對儀器造成一定的威脅，所以這種現(xiàn)象對互感器或熔斷器出現(xiàn)熔斷的幾率很大。其次造成這種熔斷現(xiàn)象的另一種原因便是磁鐵協(xié)調(diào)振蕩造成的高壓電流擊穿內(nèi)部電路，使其發(fā)生熔斷現(xiàn)象。當(dāng)電路發(fā)生故障時，激磁電感L數(shù)會隨著電流的突變而減小，造成電容式電壓互感器高壓熔斷器內(nèi)部的非線性磁通量飽和，使其在短時間內(nèi)不能達(dá)到正常的工作運行狀態(tài)，發(fā)生鐵磁協(xié)調(diào)振動的現(xiàn)象，致使電壓互感器及熔斷器出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。

3 電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷原因分析

電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷原因可從兩方面進(jìn)行分析，一方面是由于電容器磁通量過大，另一方面高頻干擾的影響。由于內(nèi)部磁通量分布不均勻，造成電壓互感器一次電壓數(shù)值達(dá)到峰值。隨著運行控制電路內(nèi)部溫度的不斷升高，電容兩端的電荷量也會隨之增加，增加至一定范圍時，便會出現(xiàn)電路擊穿的現(xiàn)象。其次當(dāng)電容器及熔斷器之間的電容采用并聯(lián)連接的方式時，由于勵磁電抗與附屬設(shè)備產(chǎn)生電抗的數(shù)值較大，便會造成諧波振蕩現(xiàn)象。中壓互感器兩端施加的電壓因協(xié)調(diào)振動較高的頻率，也會有較大的變化，并且運行電流長期高于額定電流，造成互感器及熔斷器出現(xiàn)熔斷的現(xiàn)象。

4 電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷解決措施

為了解決電容式電壓互感器高壓熔斷器熔斷現(xiàn)象，在解決措施上可改變磁通量的大小可實現(xiàn)對電路電流的控制。在電路中將繞組進(jìn)行并聯(lián)，實現(xiàn)電路無阻尼振動。此時互感器伏安特性二次曲線的拐點要明顯高于電壓過載環(huán)境下的運行狀態(tài)，這種措施的實現(xiàn)可以使電容分壓器的電容相對較低，有利于一次性減弱高壓強電流的現(xiàn)象。其次在解決措施上可采用線性電感及電容器件，線性電感及電容器件在高頻干擾情況下，可以防止其他高次諧波的侵襲，原有高頻率諧波無規(guī)律振蕩，使電路電流產(chǎn)生阻尼諧波振動，當(dāng)波動值超出額定范圍時，便會造成電路部分的擊穿，但是通過改變諧波振動的條件，可有效降低互感器以及熔斷器的熔斷條件。

5 結(jié)語

通過對電容式電壓互感器高壓熔斷器的分析研究，使得筆者對此該結(jié)構(gòu)有了更為深刻的認(rèn)知。改變控制運行電路中的磁通量可減少諧波振動的幾率，使其保證電路運行的穩(wěn)定性。這種措施現(xiàn)逐步在供電站進(jìn)行實施，并取得了較好的業(yè)績成果，以此帶動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

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