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    弧光接地過電壓的危害及其限制措施

    弧光接地過電壓又稱間隙性弧光接地過電壓,當中性點非直接接地系統發生單相間隙性弧光接地故障時,由於不穩定的間歇性電弧多次不斷的熄滅和重燃,在故障相和非故障相的電感電容迴路上會引起高頻振盪過電壓,非故障相的過電壓幅值一般可達3.15~3.5倍相電壓,這種過電壓是由於系統對地電容上電荷多次不斷的積累和重新再分配形成的,是斷續的瞬間發生的且幅值較高的過電壓,對電力系統的裝置危害極大,主要表現在以下幾個方面:

    ⑴隨著電網的發展,具有固體絕緣的電纜線路應用較多,由於固體絕緣擊穿的積累效應,當系統發生單相弧光接地時,在3.5倍過電壓的持續作用下,造成電氣裝置絕緣的積累性損傷,在非故障相的絕緣薄弱環節造成對地擊穿,進而發展成為相間短路事故。

    ⑵弧光接地過電壓使電壓互感器飽和,容易激發鐵磁諧振,導致過電壓或電壓互感器爆炸事故。

    ⑶弧光接地過電壓的能量由電源提供,持續時間較長,當過電壓超過避雷所能能承受的400A 2ms的能量時,就會造成避雷器的爆炸事故。

    因220KV及以下電壓等級的系統中,系統的絕緣水平主要決定於雷電過電壓(大氣過電壓),故這一電壓等級的避雷器主要用於限制雷電過電壓,要求3.5倍以下的過電壓不動作,而弧光接地過電壓一般不超過3.5倍,避雷器對弧光接地過電壓根本不能限制。目前中國限制弧光接地過電壓的措施主要有中性點直接接地或經小電阻接地,中性點採用經消弧線圈或自動調諧的消弧線圈接地,採用消弧及過電壓保護裝置

    ⑴中性點直接接地或經小電阻接地,弧光接地過電壓問題並不突出,一般情況下最大過電壓不超過2.5倍的相電壓,但擴大了單相接地時的故障電流,加劇了故障點的燒傷、犧牲了對使用者供電的可*性。

    ⑵採用消弧線圈或自動調諧的消弧線圈。由於消弧線圈的電感電流補償了系統的電容電流,降低了故障點的殘流,有利於接地電弧的熄滅,避免了長時間燃弧而導致相間弧光短路的可能性。同時可帶單相接地執行,提高了供電可*性,但現行消弧線圈設計自動跟蹤或自動調諧是在電網工頻下完成的。在穩定電弧接地和金屬性接地階段,透過故障點電流才是經消弧線圈自動跟蹤補償(或自動調諧)後的殘流,此時非故障相上發生的過電壓較低,最大才達2.3倍相電壓,而間歇性弧光接地時產生的過電壓已不再是穩態的正弦波,而以高次諧波為主,顯然,當頻率增加時,對於電容電流是增加的,而電感電流是減少的,無法補償諧波電流。

    ⑶採用消弧及過電壓保護裝置

    裝置主要由三相組合式過電保護器TBP,可分相控制的高壓真空接觸器JZ,微機控制器ZK,高壓限流熔斷器元件FUR及帶有輔助二次繞組的電壓互感器PT等組成,一旦系統發生單相間隙性弧光接地過電壓微機控制器ZK立即判別故障型別與相別並向故障相的真空接觸器JZ發出動作指令,真空接觸器JZ在0.1S左右完成合閘動作,間隙性弧光接地隨之被轉化為金屬性接地,弧光接地過電壓消失,真空接觸器動作之前的過電壓由三相組合式過電壓保護器TBP限制在較低的數值,由於時間短,能量不超過TBP允許的400A2ms的能量指標,仍可保證TBP的安全,該裝置限制過電壓的機理與電網對電容電流的大小無關,因而其保護效能不隨電網執行方式的改變而改變。

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