（大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿 黑龙江大庆 163000）
摘要：本文结合实际工作经验，对于真空断路器断开空载变压器的过电压的工作原理进行了分析，并对于断路器在工作过程中对于过电压的限制问题进行了探讨，详细介绍了常用的几种保护装置。
关键词：真空断路器；变压器；过电压限制；应用与分析
在电路系统中，通过应用真空断路器可以有效的实现真空开关的过电压保护。而且与其他电器开关相比较，真空断路器的质量更小，而且尺寸也小，不会发生火灾风险，使用寿命长，所以在电力企业中应用非常广泛。真空断路器一开始只是应用在一些具有爆破需求或者是需要不断进行操作的地方，近年来随着我国的经济发展，尤其是高层建筑物的不断建设，对于建筑物的防火要求不断提高，由于真空开关可以对变压器回路时产生的巨大的过电压直接切断从而起到对过电压保护，这使得在真空断路器的应用得到了较快的发展。本文结合试验数据对于真空断路器的工作原理进行了分析和探讨。
1、切空载便过电压的产生原理分析
在真空开关断空变压器的电流时，由于真空开关具有很强的分断能力，所以会造成电路中的电流在没有达到零点前会被真空开关强行断开，这样就产生了截流过电压。在电路系统中截流过电压的变化曲线如图2所示。由于金属在电极的分断瞬间会因其产生的大量热量发生蒸发现象，在这一过程中就导致产生了电弧。而电弧的存在又导致电极的表面出现了斑点，这些斑点在金属受热蒸发的过程中促使电弧变成了真空电弧。如图1的原理图所示，当增大电流时，电极两端产生的热量增加导师金属的蒸发更加彻底，这又引起电弧的弧柱保持在一种比较稳定的状态。这时发生截流现象的概率较小，相反当减小电流时，由于电弧的弧柱向四周扩散的速度加快，导致电极端的热量和温度都急速下降，这会直接导致金属的蒸发过程，这样就无法维持电弧弧柱的扩散，从而使电流回到0点之前的某一个瞬时值Ij，进而发生强制熄弧。
图1 电路的变化曲线图
而在切空载变压器中，由于在截流的初始阶段，触头之间的距离都非常短，电压恢复后由于高频率的震荡会迅速升高，这时恢复场强会发生第一次重燃。而当第二次断弧后由于高频放电已经把很多能量都消耗掉，所以电压再次恢复时虽然会发生重燃，但是由于能量的损失对于过电压进行了限制。相关的研究表明，如果空载变压器从一侧的分闸引发过电压的产生，由于电路中的主磁通穿过了多个铁芯，会造成其他绕组也会产生过电压，这样导致产生的过电压是原来的数倍。
1、过电压的限制措施分析
2.1使用低截流值的真空开关
大量的研究已经表明，截流值的主要影响因素是触头的金属材质。通过研究发现，如果触头的材料饱和的蒸汽压力值高，那么它的导热系数就越低，相对应它的截流值也越低。 所以通过对触头的改进，可以有效的提高真空开关对于过电压的限制能力。对于真空开关的改进，一般要求要触头的截流值要低，同时还必须具有很强的分断能力，也必须具有较强的介电强度。为了满足以上这些要求，使用单一的金属材料很难达到，所以可以通过采用多元合金或者高熔点金属的方式对触头进行改进。另外，为了真空开关对截流值的控制，应该将分闸的速度由原来的固定值调为可调方式，便于根据电流的大小对分闸的速度进行控制。这也是未来智能化开关的一种主流趋势。
2.2并联氧化锌避雷器MOA
在真空开关中，由于中性点连接的不接地系统，那么避雷器MOA就承受了全部的单相系统中的接地弧光以及接地过电压的所有作用，时间上可长可短，所以在使用避雷器MOA时就必须要提高电路中的直流参考电压，这样又导致了参考电压MOA的残压升高，大大降低了真空开关的保护效果，因为这样它只能与变压器的出厂时的直流耐压值进行勉强的连接。
2.3加装RC吸收装置
RC吸收装置的主要作用就是通过与线路系统中的其他开关装置组成回路，来改变电路的工作状态。其核心的工作原理是就是将电路中的震荡电路改为非震荡的回路，从而对线路中的过电压进行抑制。根据实际的工作经验，在电路的振荡线路中无法满足抑制过电压的要求，只有在非震荡电路中才能满足。通过RC吸收装置可以有效的满足这一要求。RC吸收装置也是目前对过电压进行限制的一种最常用的装置，而且应用效果不错。
2.4对于干式变压器要进行特别防护
在真空开关的电路系统中，对于开断空载干式变压器应该进行特别的防护工作。因为干式变压器的体积相对较小，而且易于维护，也具有很强的抗燃性和耐潮性。对于一些过电压限制以及防火等条件要求较高的场所，比如地铁、煤矿以及高层建筑物等，主要应用干式变压器进行过电压的防护工作。但需要注意的是干式变压器上产生的过电压要求一般都比较高，具有很大的危害性，所以对于真空开关开断空载干式变压器应该进行特别的防护。
2、结语
通过应用真空开关载变压器可以对于线路中的过电压起到良好的限制作用。而对于过电压限制强度的强弱主要是与真空开关载变压器的触头的材料以及内在的结构形式有关。通过改进触头能偶有效的提高真空开关对于过电流的限制大小，另外通过加装避雷器MOA以及RC吸收装置也可以对于真空开关的过电压限制起到明显的改善作用。
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论文作者:李妃
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
标签：过电压论文; 真空开关论文; 电路论文; 变压器论文; 电弧论文; 真空断路器论文; 电流论文; 《电力设备》2016年第14期论文;