中航时代ZJC-50-100KV电压击穿强度试验机

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电弧接地过电压:

在中性点不接地系统中,当发生一相对地短路故障时,常出现电弧,由于系统中存在电容和电感,此时可能引起线路某一部分的振荡,当电流经振荡零点或工频零点时,电弧可能暂时熄灭,之后当事故相上电压升高后,电弧则可能重燃,这种情况下将在正常相及事故相上都出现过电压,为说明间歇电弧过电压产生的原因曾经提出过两种理论,其不同点在于电弧的熄天时间,一种理论认为电弧在高频振荡电流过零时熄灭;另一种则认为电弧在工频电流通过零值时才能熄灭。

实际上,这两种熄弧过程都是可能的,一般来说,发生在大气中的开放性电弧的熄灭是受工频电流控制的;而在强烈去游离的条件下,电弧(如发生在油中的电弧)往往在高频电流通过零值时即可熄灭。

但电弧熄灭与否,是决定于电流过零时,间隙中抗电强度的恢复与加在间隙上的恢复电压。下面以工频电流过零值时熄弧的情况来说明这种过电压发展的过程。

一、电弧过电压发展的物理过程

以最简单的单相情况为例,如图8-6 (a)所示。线间电压为2Uxg,导线1、2的电压分别为+ Uxg、- Uxg,它们的对地电容分别为C11、C12,C11= C12。C12为相间电容,LS为电源的漏感。等值电路如图8-6(b)所示。

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正常工作时,导线1和导线2对地电位与时间的关系如图8-7所示,每一导线对地电位都是Uxg,但相位差180°。假如由于某一原因在A点时,导线2发生故障引起电弧接地现象,若不考虑导线1和2之间得电容,则导线2得电位立即降到零,C22被电弧短接;而导线1的电位应从-Uxg经过一定的震荡过程变为-2 Uxg,震荡角频率。

当振荡衰减后,稳定在-2Uxg。再经过半个周波达B点时,导线1的电位变为2Uxg(如图8-8中m点所示)。因对地短路点通过的电流是电容性的,它与电压相差90°,所以当导线1电位在最大值Uxg时,导线2的电弧电流过零,电弧可能暂时熄灭,此时,导线1上具有相当于2Uxg电位的电荷Q=2UxgC11,它将分配在C11及C22上,使C11及C22各得电位

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经过工频半波后,导线1电位变到+2Uxg(图8-8中n点),导线2电弧电流又过零值(D点),电弧再行熄灭,而相当于2Uxg的导线1上的电荷又要重新分配在C11、C22上,导线1、2上的电压是电源电压与这个直流分量的叠加,以后重复上述过程。

由上述可见,在单相系统中,由于间歇性电弧接地所引起的过电压最大值,在正常相上可达4 Uxg,而事故相上达2Uxg(图8-8)。

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以同样方法可求出三相系统中由于间歇电弧短路所产生的过电压在正常相上为3.5Uxg,事故相上为2 Uxg。

由于故障点绝缘强度恢复有限,相间电容与衰减等的影响,使过电压不可能有过高的数值,根据我国统计可知,一般不超过3.0 Uxg,个别可达3.5 Uxg。其值虽不高,但如遇系统中有弱绝缘或某些未被发现的故障时,便会使事故扩大,并且此种过电压波面广。单相接地故障在系统中出现的机会较多,因而引起这种过电压的可能性是很大的,故应对其危害有足够的重视。可见,中性点不接地系统的电弧接地过电压主要是出现间歇性电孤造成的,而发生一点接地故障后流过接地点的电容电流大小是决定是否会出现间歇性电弧的关键因素.