封闭式组合电器隔离开关的过电压分析

封闭式组合电器隔离开关的过电压分析

宋飞飞

（国网威海供电公司山东威海264200）

摘要：近年来，我国社会经济的迅速发展，电力行业也得到了较快的发展。电力系统不断地改进与优化。然而，随着连接的负载功率不断增大，进而对于电网系统带来了极大的负面影响。很多高功率的负荷用电情况，人们对于开关也提出了更大的要求，尤其是封闭式的组合电器其隔离开关产生的过电压现象得到了社会的广泛关注与重视。基于此，本文介绍了过电压的几种常见类型以及具体的危害，分析了SF6封闭式组合电器的隔离开关其特快暂态的现象，进而对于封闭式的电器隔离开关的过电压情况展开系统性的分析与说明，提出了相关的参考。

关键词：过电压；电力系统；负荷；组合电器；隔离开关

所谓的过电压，就是指工频状态下交流的电压均方根值的增长，大于额定数值的10%左右，此外，这种现象会持续超过一分钟的时间电压变化的情况，一般情况下，过电压的现象属于负荷投切产生的瞬间结果。在应用过程中在感性或者容性出现负载连接、断开的时候产生的。在我国的电力系统运行过程中，常会产生封闭式组合的电器其隔离开关出现的过电压现象，造成了很大的影响。因此，有必要对隔离开关的过电压进行详细地分析与研究。

一、过电压种类及其危害

（一）关于过电压的几种常见类型

通常情况下，有这样几种过电压的现象：其一，大气过电压。大气过电压的持续时间比较短，但是在短时间内具有较强的冲击性，这与雷击的强度有直接的关系。设备的电压的等级不存在关系影响。其二，谐振过电压。因为系统的谐振同路引起的，这一过电压持续的时间较长，而且倍数较高。其三，工频过电压。工频过电压是较其他类型的过电压持续时间长，但是倍数不高，对设备的损坏程度较小。它的产生是由于电容效应及电网运行方式在长线路中突然改变造成的。其四，操作性的过电压；由于工作人员进行操作时的失误导致电网开关的过电压现象，带有很大的随机性，还有在不一样的状况时过程的电压倍数也不尽相同。其五，哲态过电压。所谓的哲态过电压主要是指电力系统重新达到暂时稳定情况下产生的电压，一般是因为断路器的操作或是产生短路引发的。

（二）各类型的过电压现象造成的危害

第一，雷击过电压：因为外界天气的恶化产生的雷雨情况时，由于雷击带来的过电压是造成设备损坏的重要因素，可以经过网络祸合等形式来转移。雷击的过电压可划分成两种：即纵向的过电压以及横向的过电压。

第二，操作性的过电压：在真空的断路设备切断电流时，因为断路器的断口间距很小，一般产生的后果会让弧隙间有击穿的可能。本身的电压增大，进而引起了第二次重燃的情况。还有经历过很多回的充放电以后，触头之间的同复电压与负载侧的电压皆可能持续升高。当产生很多次的重燃以后，就会引起相关电气设备的各种损坏与影响。

第三，暂态过电压：电力系统地日常的运行与操作过程中产生最为频繁的过电压就属暂态的过电压现象，这主要会带来相关电气设备的极大损伤以及停电事故，与别的过电压现象相比，暂态过电压产生的后果很严重。

二、关于SF6封闭型组合电器的特快速暂态情况分析

依据最新的数据信息可知，GIS己经在世界范围内得到了很强的认可。然而，尽管这样，GIS在实际的应用中，依然有着因为主同路带来的对地故障。而且还能关系到相近电力设备的绝缘层遭到损坏的现象。本文对于这样的情况展开了具体的分析。

（一）G1S隔离开关主要的工作原理分析

参考隔离开关在分闸的时候形成的陡波前过电压过程图，例如隔离开发在分闸的状态时，表明了过电压和开关的触头距离关系和隔离开关两端电压大于VR时隔离开关遭到击穿的原因。观察隔离开关在分闸的时候陡波前的过电压相关的示意图，通常地，进行G1S的设计过程中，阶跃跳变的电压波属于在电压跳变中形成的，速度极其快。这样反复的跳变，不断地形成阶跃的电压波，且这样的电压波在复杂的折射、发射中才会形成G1S现象。

（二）实验的形式

实际的操作是用到被试隔离开关Dr开合一段短负荷母线（Dr和DA间的母线）。在合闸的操作以前，负荷端的母线一定充以-1.1XU的直流电压（U是额定的电压值），直流电压源于辅助隔离开关DA断开。因为GIS的母线泄露电阻较大，负荷端的母线会维持这一电压，此时把左侧的电源电压升到试验电压，最后关合被试隔离开关场。由于负荷侧母线己经预充了负的直流电压，隔离开关将在电源侧电压峰值处附近击穿，产生VFFO。开断试验的时候，DA打开，Dr处于合闸位置，电源电压升至，SF6封闭式组合电器里的特快速暂态现象，打开Dr即可.

（三）对多次重燃的分析

在隔离开关的开合过程中，开关断口处的击穿特性是我们需要知道的。但这种数据以前没有被发现。文章在隔离开关上做了一系列实验以求得这些数据，并且在实验的过程中，试图得到比较真实的隔离开关打开和关闭的重燃过程而且也充分的考虑了开关闭合的特性.在实验之后，对隔离开关的3中实验重燃过程进行了计算，并且在这之前，己将击穿电压与分合时间关系转换成为了EMTP可输入的数据。经过对于数据进行综合性计算以后发现，在合闸的情情况下，过电压最高的是方式1，在实验2中，对于分闸的方式要求非常苛刻，而在实验方式3中，不管是分闸还是合闸，其过电压都是最低的。通过这3中方式的实验，表明实验方式3只是为了评估隔离开关在打开和关闭情况下其电容器对电流的能力.在计算中还发现，方式2在分闸的过程中，最后一阶段断口处的电位差很高，高达3.0p.u这恰好符合了理论中的推断.经过这次实验，知道了在实际应用中，隔离开关的断口必须达到方式2中断口的耐受强度，才能经得起过电压的损耗.另外通过试验中方式2证明，在刚刚实现了开断操作，并且短母线还残留有电荷便再次进行开断操作，这时将是十分危险的。因为此时开关的开合相位止好是工频电压的峰值，此时产生的哲态过电压也是最高的经过模拟实验，计算养一过程的电压值为2.32p.u，可能还会更高最后需要解释的是，开关触头间的距离与隔离开关的开合状态有养直接的关系，距离越大，造成的过电也越高，并且在重燃的最后阶段产生的过电压是全程最高的

结束语：

要想获得较为精确的计算结果，一定要对于很多模拟量进行假设计算，在计算中应当根据设备的特征以及实验站的实际情况进行取证，经过对数据的综合分析与计算以后才会得到理想的结果.

参考文献：

[1]高向飞.浅析封闭式组合电器隔离开关产生的过电压[J].科技创新与应用，2015，（18）：182.

[2]齐小虎，孙元元，李晓斌.封闭式组合电器隔离开关产生的过电压[J].黑龙江科技信息，2014，（08）：79.

[3]尹晓芳，于力，刘广维.封闭式组合电器隔离开关产生的过电压[J].中国电机工程学报，2002，（07）：111-114.