浅析封闭式组合电器隔离开关产生的过电压

浅析封闭式组合电器隔离开关产生的过电压

王效永

（国家电网平高集团有限公司 河南省平顶山市 467000）

摘要：在科学技术飞速发展的当今时代，各种高科技产品在使用过程中都需要耗费一定的电能，致使供电企业的发展越来越快，从而推动了我国整体经济的发展。封闭式组合电器隔离开关产生的过电压就是在我国整体耗电量急速上升的过程中得到关注的，本文主要就封闭式组合隔离开关产生的过电压进行简要的分析。

关键词：封闭式组合电器；隔离开关；过电压

引言

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。

当前，我国供电企业发展的势头迅猛，人们在生活和工作中使用到的电器设备的耗电量越来越大，导致电力系统需要接入的负载功率随之增大。高功率的负荷用电对电网会产生很大的损耗，影响电力系统运行的安全性和稳定性。在用电量不断增大的情况下，人们对开关的要求不断升高，封闭式组合电气隔离开关的过电压则能够在一定程度上满足人们对电量损耗的高要求，因此，需要对其产生的过电压进行全面的分析和研究。

一、过电压种类及其危害

1、过电压的分类

在电力系统运行的过程中，会由于影响系统稳定运行的不同原因产生不同的现象，在解决过电压问题时，也需要依据过电压种类选择合理的解决方式。因此，根据电压运行过程的不同现象对过电压分为以下几种：

1.1大气过电压

大气过电压产生的主要原因在于电网系统在运行过程中受到一定强度得的雷击，导致电力运行的稳定性降低，从而产生过电压。大气过电压持续的时间较短，但是其在雷击瞬间会产生很强的冲击性，并且随着雷击强度的增大其冲击性越强，导致封闭式组合电器隔离开关的运行存在异常。

1.2谐振过电压

电网系统在运行过程中可能会产生谐振回路，这就是引起谐振过电压产生的原因，这种过电压的持续时间比较长，其电压倍数也较高，对封闭式组合电器隔离开关的正常运行会产生较大的影响。

1.3工频过电压

在封闭式组合电器隔离开关运行的过程中，电网的运行方式可能会突然改变产生过电压，或者设备在运行过程中存在电容效应，这两种方式都是工频过电压的产生原因。相对于笔者在前文提到的两种过电压种类，工频过电压的持续时间更长，但是其倍数较低，不会对设备造成很大的损坏。

1.4操作过电压

操作过电压就是技术人员在对电网开关进行技术操作的过程中，技术使用不当造成的一种人为产生的过电压。不同的技术人员其专业技能和分析解决问题的能力存在差异，部分技术水平较低的技术人员没有太多的解决问题的经验，就容易导致其在操作过程中出现差错。因此操作过电压的产生因人而异，具有一定的随机性，并且针对不同的情况操作过电压的倍数也存在差异。

1.5暂态过电压

电力系统在出现运行故障的时候，通常需要在处理还故障之后将系统重新启动，使其达到稳定状态。暂态过电压就是在这个过程中产生的电压，系统在恢复稳定运行状态需要经历一个过程，当系统在这个过程中发生短路或者断路器存在操作问题时，就会出现暂态过电压。

2、各种过电压带来的危害

2.1雷击过电压

雷击过电压产生之后，造成的主要危害就是损坏电网系统相关设备。当设备遭受了雷击之后，是可以通过网络耦合的方式将其进行转移的。在转移的过程中技术人员需要注意分清楚雷击之后产生的电压的方向，到底是横向过电压还是纵向过电压。

2.2操作过电压

当封闭式组合电器隔离开关由于操作人员操作失误产生了操作过电压之后，真空断路器会迅速切断电流，但是由于断路器断口的间距太小，容易使得弧隙间发生击穿现象，在这个过程中开关自身的电压升高产生操作过电压之后，就会再次产生重燃现象。在产生操作过电压的过程中，设备需要经过多次充放电，这时，触头之间的回复电压和负载端的电压就会有一定程度的提高。如此反复产生多次充放电现象之后，电气设备就会产生一定程度的损坏。

2.3暂态过电压

暂态过电压是封闭式组合电器隔离开关在运行操作的过程中产生频率最高的过电压。当开关由于产生暂态过电压而导致电力设备出现运行故障时，电网系统可能会整体停止运行，从而造成停电事故，或者只是导致电气设备损坏，这种危害就会危及到整个电网系统，影响其他电气设备的运行，总体来说，暂态过电压造成的后果比较严重。

二、SF6封闭式组合电器中的特快速暂态现象

在封闭式组合电器隔离开关产生过电压之后，可以用GIS对其进行处理。GIS技术在近年来的应用已经得到了国际上的认可，但是在应用其处理封闭式组合电器中的特快速暂态现象时还是会产生一定的问题。就SF6封闭式组合电器隔离开关产生的暂态过电压现象来说，是可以应用GIS进行处理的，但是其中一个难以避免的问题就是其在使用过程中会由于主回路造成对地故障，甚至还会导致相邻设备的绝缘层被破坏。针对这种现象的产生可以进行以下分析：

（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）多次重燃

在对封闭式组合电器隔离开关进行开合操作的过程中，需要准确了解开关断口处的击穿特性。对隔离开关的相关实验进行重燃计算并且得到相关数据是有效分析封闭式组合电器隔离开关产生的过电压的方式。在开展多次重燃的过程中，需要明确合闸和分闸的形式，根据不同的情况进行具体分析，然后得出电容器对电流的承受能力。在重燃的过程中需要分析断口处的电位差，并且利用合理的方式增强断口的耐受强度，使其能够经得起电压的损耗。技术人员需要注意，在进行重燃试验的过程中，如果在完成开端操作的同时短母线还残留有电荷的话，是不能再次进行开断操作的。在这个过程中，开关的开合相位恰好是工频电压的峰值，并且这时暂态过电压的值也已经达到了最大，如果再次进行开端操作的话，很可能会发生危险。当开关触头间的距离越大时，在开合状态下造成的过电压就会越高，在重燃的最后阶段过电压也将达到峰值。

三、结语

要分析封闭式组合电器隔离开关产生的过电压首先需要明确过电压的种类及其危害，然后对多种模拟量进行计算和分析，全面提升开关产生过电压分析的准确性。

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