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摘要：真空断路器因具有结构简单、可靠性高、免维护、寿命长、适合频繁操作等特点，使其在电力系统中得到广泛的应用。但真空断路器也有其不足之处，如存在截流等问题，以及由此而产生过电压。过电压问题在投切并联电抗器组时显得特别突出，由真空断路器投切电抗器引发的开关爆炸、电抗器绝缘击穿等故障时有发生。基于此，本文首先对工真空断路器投切电抗器产生的过电压进行了概述，详细探讨了真空断路器投切并联电抗器过电压保护措施，旨在保证电力系统正常运行。
关键词：真空断路器；投切并联电抗器；过电压故障；分析
随着时代的发展和社会的进步，人们对电力质量提出的要求也越来越高。但是，目前，我国的电力系统保障中存在许多问题，所以，要充分考虑其安全性。真空断路器在电力供应系统中占有非常重要的位置，它是其中不可或缺的一部分，它的存在能保障供电系统的良好运作，确保维修人员的生命安全，减少因维修造成的损失。真空断路器的使用范围很广，一般用于冶金产业、石油产业、化工产业、煤炭产业、电力，等等。而过电压的出现引发了回路故障、高压开关柜被损坏、真空断路器被烧毁等多种安全事故。鉴于此，需要维修人员定期检查相关装置，及时发现其中存在的问题，减少装置发生故障的次数，限制操作过电压。
1真空断路器投切电抗器产生的过电压分析
真空断路器投切电抗器时可能会产生截流过电压、复燃过电压、多次重燃过电压及三相同时开断过电压。
1.1截流过电压
因真空断路器灭弧能力强，真空断路器在开断电抗器时，电流会被强迫过零而产生截流。并联电抗器等效回路由电容、电感组成，电压电流无法突变，因此截流可能会引起剧烈的电磁振荡，进而产生较高的截流过电压。
1.2复燃过电压
断路器在开断时，如果被开断的负荷侧暂态恢复电压及其上升率高于断口绝缘强度的恢复能力和恢复速度，电弧就会在瞬间将断口击穿，产生复燃，并在复燃相上产生复燃过电压，在其他相上产生感应过电压，随后高频暂态电流出现过零点，断口再次灭弧，再次截流。如果被开断的负荷侧暂态恢复电压及其上升率仍然高于断口绝缘强度的恢复能力和恢复速度，就会再次重复“击穿—灭弧”的过程，直到断口的绝缘强度足够大，不再产生复燃。在真空断路器开断并联电抗器时，其暂态恢复电压主要由截流引起，因此截流过电压的频率直接体现了暂态恢复电压上升率；很高的频率导致很高的暂态恢复电压上升率，很高的暂态恢复电压和暂态恢复电压上升率导致很高的复燃几率。
1.3重燃过电压
在断路器分闸时，断路器触头未完全开断，动、静触头之间距离不大，而断路器负载侧电压幅值和振荡频率很高，导致触头两端电压恢复速度远超过断口绝缘强度恢复速度，触头可能被击穿，导致电弧复燃。又由于真空断路器强大的灭弧能力，复燃的电弧被强制灭弧，导致断路器电弧不断复燃—熄灭，由于电压级升效应，强度可能会不断增强，直至触头间的距离足够大，足以耐受恢复电压为止。
1.4三相同时开断过电压
断路器开始分闸后，其中一相电压会首先过零而出现熄弧，称为断路器首开相。但是当首开相出现截流过电压甚至多次重燃过电压时，首开相的高频电流会叠加在另外两相的工频电流上，使工频电流在非自然过零点出现一个高频过零点，被强制熄弧，造成了与截流效果相同的过电压。此时的等效截流值很大，三相几乎同时开断，称为三相同时开断过电压。据研究，35kV并联电抗器开断过程中的等效截流值能达到100A以上，产生极大的等效截流过电压，进而引起三相断口的连续击穿。
2真空断路器投切并联电抗器过电压的保护措施
2.1加装避雷器
通过分析可以发现，合闸弹跳的过电压的产生与电抗器与杂散电容间的谐振的产生有关。所以，可以通过在串抗侧加装避雷器对二者之间的谐振进行抑制。而避雷器具有成本低、体积小和安装便利的特点，所以在变电站中得到了广泛应用。在仿真分析的过程中，使用了17kV的避雷器，其持续运行电压将达到13.6kV。而在避雷器的限制下，尽管变电站电容器支路的三相均出现了过电压，但是母线电压仍然得到了限制。所以，通过在串抗上加装避雷器，将能够避免断路器合闸对母线电压产生过多影响。而经过仿真分析可以发现，在串抗上加装避雷器后，电容器支路的三相最高过电压为25kV。因此，通过加装避雷器，能够使合闸弹跳和重燃产生的过电压得到有效抑制。
2.2加装过电压保护装置
在投入电容器的过程中，回路过电压现象将出现在过渡过程中。所以，通过在回路中加装电阻元件等过电压保护装置，将能够利用电阻阻尼作用增大回路衰减系数，从而使回路的过电压幅值得到降低。具体来讲，就是使用L-R过电压保护装置，以便利用电阻和电感元件进行电容器的保护。通过将该装置串联到电容器支路中，一旦支路发生合闸弹跳或重燃问题，该保护装置就能够在电容器两端产生较高电压，从而使电容器闭合。因此，使用过电压保护装置，相当于在回路中添加了一阶跃电压，能够有效防止过电压的产生。
2.3加装RC保护器
在电容器支路中加装RC保护器，可以起到吸收过电压能量和抑制过电压陡度的作用，所以能够降低回路中的振动频率，并且使过电压的幅值得到限制。而RC保护器由电容与电阻构成，能够起到保护电路的作用。而投入电容器的过程，其实就是利用电容电感串接电路的过程，所以该操作将导致较高的过电压产生。使用RC保护器，则能够在支路产生高频振荡时将过电压降至2倍以下，并且在支路断路器重燃时将过电压降至4倍以下。但是，如果发生多次重燃，电路就将产生数倍的过电压，因此RC保护器将无法有效实现电路保护。
3结束语
综上所述，在真空断路器中投入并联电容器具有至关重要的作用。但是，在实际工作中，仍然存在很多问题，这就需要相关工作人员在原有基础上，不断改进与创新，提高自身的职业综合素质，从而保证国民经济稳定快速发展。
参考文献：
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