弧光接地過(guò)電壓又稱間歇性弧光接地過(guò)電壓,形成弧光接地過(guò)電壓的基礎(chǔ)是間歇性電弧。當(dāng)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性弧光接地(以下簡(jiǎn)稱“弧光接地”)故障時(shí),由于電弧多次不斷的熄滅和重燃,導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)地電容上的電荷多次不斷的積累和重新再分配,在非故障相的電感—電容回路上引起高頻振蕩過(guò)電壓。對(duì)于電纜線路弧光接地時(shí),非故障相的過(guò)電壓可達(dá)4~7倍。如此高的過(guò)電壓對(duì)供電設(shè)備造成了極大的危害,主要表現(xiàn)以下幾方面:
一 弧光接地過(guò)電壓的危害
⒈弧光接地產(chǎn)生的高幅值的過(guò)電壓加劇了電纜等固體絕緣的積累性破壞。對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),我國(guó)現(xiàn)行規(guī)程籠統(tǒng)地規(guī)定允許帶單相接地故障運(yùn)行2小時(shí),并未區(qū)分是架空線路還是電纜線路,也沒(méi)有明確是弧光接地還是金屬接地。在高幅值的弧光接地過(guò)電壓的持續(xù)作用下,加劇了電纜等固體絕緣的積累性破壞。最終在非故障相的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成對(duì)地?fù)舸M(jìn)而發(fā)展成為相間短路事故。
⒉弧光接地過(guò)電壓導(dǎo)致燒PT或保險(xiǎn)熔斷,普通的電壓互感器飽和點(diǎn)一般為1.6~1.8倍,在弧光接地過(guò)電壓作用下,使電壓互感器嚴(yán)重飽和,激磁電流劇烈增加。另一方面,電壓互感器飽和,也很容易激發(fā)鐵磁諧振,導(dǎo)致電壓互感器過(guò)載。上述兩種情況,都將造成電壓互感器燒毀或高壓保險(xiǎn)熔斷。
⒊弧光接地過(guò)電壓導(dǎo)致避雷器爆炸
弧光接地時(shí),過(guò)電壓的能量由電源提供,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),能量很大。當(dāng)過(guò)電壓的能量超過(guò)避雷器所能承受的400A/2ms的能量指標(biāo)時(shí),就會(huì)造成避雷器的爆炸事故。
二 單相弧光接地時(shí)的電弧電流的危害
由于高頻電流較小,且衰減較快,發(fā)生單相接地時(shí),電弧電流對(duì)故障點(diǎn)的破壞程度,主要取決于穩(wěn)態(tài)的工頻電容電流。正因?yàn)檫@樣,幾十年來(lái),人們一直把工頻電容電流當(dāng)作單相接地時(shí)的電弧電流。
單相接地電弧電流對(duì)電纜線路的破壞:
①由于電纜線路的穩(wěn)態(tài)工頻電容電流比架空線路大很多,而過(guò)渡過(guò)程中的高頻電流更大,電弧電流對(duì)故障點(diǎn)的破壞程度遠(yuǎn)比架空線路更加嚴(yán)重。
②電纜線路的相間距離很小,電弧燃燒時(shí)將直接破壞相間絕緣,以至于在很短的時(shí)間之內(nèi)就會(huì)造成電纜擊穿,形成相間短路事故。
三、高壓電纜線路中加裝微機(jī)消弧消諧柜應(yīng)用原理及功能說(shuō)明
綜上所述,在本系統(tǒng)6—10KV線路中一旦發(fā)生弧光接地過(guò)電壓,微機(jī)消弧控制器向故障相真空接觸器發(fā)出合閘命令,故障相真空接觸器快速動(dòng)作,在2個(gè)周波內(nèi)將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地。故障點(diǎn)因弧光過(guò)電壓為零而立即熄弧,非故障相過(guò)電壓穩(wěn)定在 倍的額定相電壓,可以長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行(國(guó)家規(guī)程要求2小時(shí))。此時(shí)由值班人員對(duì)故障線路進(jìn)行處理,或由微機(jī)選線裝置自動(dòng)處理。目前普通小電流接地選線裝置在發(fā)生弧光接地故障時(shí),選線準(zhǔn)確率比較低,我們推薦采用我公司研制的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)選線原理相結(jié)合的綜合選線裝置,它與微機(jī)消弧消諧控制器集成安裝,組合使用可達(dá)到極高的選線準(zhǔn)確率。本裝置中的微機(jī)消弧消諧控制器還設(shè)置了PT斷線、裝置故障報(bào)警等功能;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)可發(fā)出動(dòng)作信號(hào),顯示故障性質(zhì)(弧光接地或金屬接地或諧振)并顯示故障相別;本裝置設(shè)有RS485微機(jī)通訊接口,可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),與綜保廠家后臺(tái)實(shí)現(xiàn)通訊。
總之,在中性點(diǎn)不接地6—10KV系統(tǒng)電網(wǎng)中加裝微機(jī)消弧消諧柜后可起到如下作用:
1.可在2個(gè)周波內(nèi)熄滅弧光,有效地消除弧光接地過(guò)電壓,從而可避免弧光接地引起的各種絕緣事故。
2. 由于各類相對(duì)地及相對(duì)相之間的操作過(guò)電壓均被限制到較低的水平,這就大大降低了激發(fā)鐵磁諧振的可能性。
3. 我公司生產(chǎn)的微機(jī)消弧消諧裝置與選線裝置配合,選線效果理想。
4.由微機(jī)消弧消諧裝置的工作原理可知,其限制過(guò)電壓的機(jī)理與電網(wǎng)對(duì)地電容電流大小無(wú)關(guān),因而其保護(hù)性能不隨電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化而改。
5.微機(jī)消弧消諧裝置可取代單獨(dú)的PT柜。
6.微機(jī)消弧消諧裝置單獨(dú)裝柜,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,占地面積小,既適用于新建變電站,也適用于老站的改造。
綜合以上分析,在工礦企業(yè)電網(wǎng)系統(tǒng)的電纜線路中裝設(shè)微機(jī)消弧消諧柜是非常必要的。
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