1 操作過電壓對電機產(chǎn)生的危害
(1)截流過電壓。由于真空斷路器有良好的滅弧性能,當開斷小電流時,電弧在過零前就會熄滅,由于電流被突然切斷,其滯留于電機等電感繞組中的能量必然向繞組的雜散電容充電,轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰?。對于電機和變壓器,特別是空載或容量較小時,則相當于一個大的電感,且回路電容量較小,因此會產(chǎn)生高的過電壓,特別是開斷空載變壓器時更危險。從理論上講可以產(chǎn)生很高的過電壓,但由于觸頭和回路中有一定的電阻產(chǎn)生損耗以及發(fā)生擊穿,對過電壓值有相當?shù)囊种谱饔?,但這種抑制作用是有限的,不能消除在切斷小電流時出現(xiàn)的過電壓。因此特別對感應(yīng)負載在采用真空斷路器作為操作元件時,應(yīng)加裝過電壓保護設(shè)備。
(2)多次重燃過電壓。多次重燃過電壓是由于弧隙發(fā)生多次重燃,電源多次向電機電容進行充電而產(chǎn)生的。在真空斷路器切斷電流的過程中,觸頭的一側(cè)為工頻電源,另一側(cè)為LC回路充放電的振蕩電源,如果觸頭間的開距不夠大,兩個電壓疊加后就會使弧隙之間發(fā)生擊穿,斷路器的恢復電壓就會升高。如果觸頭開距不夠大,就會發(fā)生第二次重燃,再滅弧、再重燃以致發(fā)生多次重燃現(xiàn)象,多次的充放電振蕩,觸頭間的恢復電壓逐級升高,負載端的電壓也不斷升高,致使產(chǎn)生多次重燃過電壓,損壞電氣設(shè)備。
(3)三相開斷過電壓。三相開斷過電壓是由于斷路器首先開斷相弧隙產(chǎn)生重燃時,流過該相弧隙的高頻電流引起其余兩相弧隙中的工頻電流迅速過零,致使未開斷相隨之被切斷,在其他兩相弧隙中產(chǎn)生類似較大水平的截流現(xiàn)象,從而產(chǎn)生更高的操作過電壓,所產(chǎn)生的過電壓是加在相與相之間的絕緣上。在開斷中小容量電機或輕負載情況下容易出現(xiàn)三相開斷過電壓。
2 采取的措施
由于電機繞組存在較大的電感量,以及繞組的匝間電容、對地電容和雜散電容的存在。相當于一個LC振蕩回路,根據(jù)真空斷路器操作過電壓產(chǎn)生的機理,當切斷小電流時產(chǎn)生過電壓危害電機絕緣及回路電路內(nèi)的電氣設(shè)備,因此必須采取措施限制操作過電壓,以保護電氣設(shè)備能安全可靠地運行,同時擴大真空斷路器的應(yīng)用范圍。目前國內(nèi)采取的措施有裝設(shè)金屬氧化物避雷器(MOA)、三叉戟過電壓保護器(TBP)、組合式過電壓保護器(JPB)等,以上三種設(shè)備均采用氧化鋅閥片作為主要元件,被保護設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。