1、第五章 不同負(fù)荷性質(zhì)的關(guān)合與開(kāi)斷,本章要點(diǎn)： 1. 單相短路故障的關(guān)合與開(kāi)斷 2. 三相短路故障的開(kāi)斷 3. 實(shí)際電網(wǎng)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓與表示方法 4. 近區(qū)故障的開(kāi)斷 5. 容性負(fù)荷的關(guān)合與開(kāi)斷 6. 開(kāi)斷空載變壓器、電抗器和電動(dòng)機(jī) 7. 失步故障及其它開(kāi)斷 8. 斷路器斷口并聯(lián)電阻及并聯(lián)電容的作用,基礎(chǔ),感性負(fù)荷,電力系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)操作,圖5.1 關(guān)合三相對(duì)稱短路的電壓電流,在電力系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)操作中，關(guān)合有兩類情況: 1.正常負(fù)載情況下 的分合 2.短路狀態(tài)下的分 合。,第一節(jié) 單相短路故障的關(guān)合與開(kāi)斷,一、關(guān)合短路 對(duì)三相對(duì)稱短路而言，其中的每一相實(shí)質(zhì)上都存在一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。我們不妨以單相短路為例來(lái)

2、討論 。,設(shè)關(guān)合瞬時(shí)電源電壓為,其中R是短路點(diǎn)前的線路電阻,理論推導(dǎo)(理想電弧近似),滿足方程,初始條件,求解得,其中,關(guān)合瞬時(shí)電源電壓的相角,T=L/R,回路的阻抗角,(5-1),公式5-1分析,若= (回路的阻抗角等于關(guān)合瞬時(shí)電源電壓的相角),第二項(xiàng)為零，即暫態(tài)分量不存在。關(guān)合直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài) 。（概率太小，很難碰到！) 通常情況總是存在某種大小的非周期分量,當(dāng),時(shí)，從式(5-1)可得,(5-2),最壞情況,公式5-2分析,的取值范圍為0，而 的取值范圍在0/2，但到不了/2 。 當(dāng)=0， = /2 (R-0), T=,式中In為短路穩(wěn)態(tài)有效值,請(qǐng)回憶第一章,=0時(shí)的短路電流波形,圖5.2 =

3、0時(shí)的短路電流波形,沖擊系數(shù),.,短路電流最大沖擊值Ich與Idm之比稱為沖擊系數(shù)。 在現(xiàn)代電網(wǎng)中，沖擊系數(shù)有些地方可能達(dá)1.9，但沖擊系數(shù)絕不會(huì)大到2，由于1.8的系數(shù)在相關(guān)行業(yè)中使用了數(shù)十年，因此目前的斷路器標(biāo)準(zhǔn)中仍沿用系數(shù)為1.8。 關(guān)合過(guò)程主要考核的是電流的 熱效應(yīng)和力效應(yīng)。,二、單相短路的開(kāi)斷,斷路器能否開(kāi)斷短路電流，關(guān)鍵在于能否熄弧，能否在電流過(guò)零期間使弧隙由導(dǎo)電態(tài)狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣狀態(tài),圖5-3 出口短路故障 圖5-4 開(kāi)斷過(guò)程等效電路(忽略R),wLR,分析恢復(fù)電壓的變化情況,忽略短路回路開(kāi)關(guān)電源側(cè)的電阻R，而認(rèn)為熄弧過(guò)程就發(fā)生在工頻電壓的峰值處，即熄弧瞬刻，電源、電壓Ue=Ugm，

4、Ugm為工頻電壓幅值。經(jīng)這樣的分析和簡(jiǎn)化,我們可以把電弧電流過(guò)零熄滅后開(kāi)關(guān)兩端的電壓變化過(guò)程視作一個(gè)恒定的電壓Ugm經(jīng)電感L向電容C和電阻r并聯(lián)電路的接通過(guò)程，故有圖5.4的等效電路。因而有微分方程：,(5-5),(5-6),整理,一元二次常系數(shù)微分方程,恢復(fù)電壓,式中uhf為開(kāi)關(guān)兩端，也即與開(kāi)關(guān)斷口并聯(lián)的電容C兩端的電壓，也即恢復(fù)電壓。,圖5.5 電感電路熄弧過(guò)程波形關(guān)系,分析,電弧是阻性元件，電弧電壓(uh)總與電弧電流(ih)同相位。電弧電流過(guò)零熄滅時(shí)通?？烧J(rèn)為對(duì)應(yīng)于電弧電壓的熄弧尖峰，或者說(shuō)電弧電壓的熄弧尖峰處(uhm)是恢復(fù)電壓uhf的起點(diǎn)。而尖峰處是波形的導(dǎo)數(shù)為零處。因此我們從式(

5、5-5)，式(5-6)求解uhf時(shí)可有初始條件：,視r(shí)為常數(shù)聯(lián)解式(5-5)，式(5-6)，并代入初始條件可得uhf的表達(dá)式為：,恢復(fù)電壓的的表達(dá)式,前已述及，恢復(fù)電壓的幅值高、上升陡度快，斷路器熄弧就困難。 下面我們來(lái)分析哪些因素會(huì)影響恢復(fù)電壓的變化。在實(shí)際開(kāi)斷過(guò)程中，冷卻強(qiáng)度與恢復(fù)電壓的變化通過(guò)“剩余電阻”被聯(lián)系起來(lái)而有相互影響的關(guān)系。,(5-7),(5-8),弧隙并聯(lián)電阻r的影響,圖5.6 回路無(wú)電阻時(shí)的等幅振蕩波,在式(5-7)中，若r =，即無(wú)并聯(lián)電阻的情況，此時(shí),式(5-7)變?yōu)椋?恢復(fù)電壓的初始條件,恢復(fù)電壓的波形如圖(5-6)，是以u(píng)hm為起點(diǎn)，繞工頻電壓幅值無(wú)衰減的振蕩波，振

6、蕩角頻率為0，完全由線路參數(shù)L和C所確定，因而稱之為回路的固有角頻率。 顯然這是一種實(shí)際上不存在的極端情況 在這種情況下，恢復(fù)電壓的幅值可達(dá)2ugm。通常情況下回路總是存在電阻的，尤其是與弧隙串聯(lián)的電阻絕對(duì)存在，因而即令并聯(lián)電阻或剩余電阻都不存在，波形也如下面將要看到的是衰減振蕩波，幅值到不了2ugm。,分析,若,式中,則式(5-8)可寫(xiě)成, 稱為振幅衰減系數(shù)，s稱為電路實(shí)際振蕩角頻率。通常情況下遠(yuǎn)小于s，當(dāng)s時(shí)可得式(5-7)恢復(fù)電壓uhf的表達(dá)式,(5-10),在高壓系統(tǒng)中常有uhmugm,衰減的恢復(fù)電壓振蕩波,恢復(fù)電壓的最大值uhfm與工頻電壓幅值之比稱為振幅系數(shù)，即振幅系數(shù)。,圖5.7

7、 衰減的恢復(fù)電壓振蕩波,接近實(shí)際,恢復(fù)電壓的平均上升率,在振蕩開(kāi)始后的半個(gè)周期，即圖中的tm處到達(dá)恢復(fù)電壓的最大值。在這里fs為恢復(fù)電壓的實(shí)際振蕩頻率，如果從實(shí)際波形求振蕩頻率，那么有,顯然，它比電路的固有角頻率,要小,通常K0約1.41.5。振蕩頻率和振幅系數(shù)是表征恢復(fù)電壓特性的兩個(gè)重要參數(shù)，從這兩個(gè)參數(shù)，很容易得到恢復(fù)電壓的平均上升率為：,恢復(fù)電壓的平均上升率,電路振蕩處于臨界狀態(tài)，此時(shí)恢復(fù)電壓表達(dá)式為：,(5-13),恢復(fù)電壓的平均上升率,在非振蕩的情況下我們不妨作如下的近似分析，在ugm經(jīng)L向r、C并聯(lián)電路接通的過(guò)程中，在接通瞬刻電容C兩端(也即r、C兩端)因電壓不能突變而使ugm全部

8、加在L上，因而有：,恢復(fù)電壓的平均上升率,那么有此時(shí)刻電流的上升率為,(5-14),假設(shè)在此時(shí)刻電流全部經(jīng)過(guò)r而不流入C，那么有r、C兩端的電壓上升率為：,(5-1),顯然這是不振蕩情況下電壓上升陡度的極限情況，因?yàn)槿艨紤]流入C中的電流，r上的電流更小，r兩端的電壓更低，也即該瞬刻uhf上升率更低些,電阻對(duì)開(kāi)斷過(guò)程的利弊,從對(duì)并聯(lián)電阻r的討論中，可以清楚地看到： 并聯(lián)電阻能有效地阻尼恢復(fù)電壓上升的陡度和幅值。 弧隙剩余電阻(又稱弧后電阻)相當(dāng)于并聯(lián)電阻的作用。,圖5.8 不同斷路器的介質(zhì)特性 1. 壓縮空氣斷路器 2. 少油斷路器 3. 真空斷路器,電容對(duì)恢復(fù)電壓的上升速度的影響,以圖5.4的

9、等效電路為參考，但在討論電容的影響時(shí)，我們應(yīng)視r(shí) 為無(wú)限大。在這里，斷口電容C顯然包含了電源側(cè)導(dǎo)線的對(duì)地電容。電容大則可以降低振蕩頻率，也即緩解恢復(fù)電壓的上升速度，對(duì)滅弧有利。當(dāng)電弧開(kāi)始出現(xiàn)熄弧尖峰時(shí)，這些電容充電，減小了斷口電流，有利滅弧。當(dāng)觸頭間電壓從熄弧峰值降到電壓零值時(shí)，電容有可能對(duì)斷口放電，不利于滅弧。, 3、燃弧電壓高低的影響,通常，在相同的開(kāi)斷電流下，電弧電壓越高，燃弧期間注入的電弧間隙的能量越大，開(kāi)斷就越困難。 另一方面，電弧電壓對(duì)短路電流可以起到減小或限制的作用，限流熔斷器和直流電路的開(kāi)斷就是靠抬高電弧電壓，使之比電源電壓還高才實(shí)現(xiàn)的。因此在中、低壓范圍抬高電弧電壓不失為一項(xiàng)

10、有效的滅弧措施。但是在高壓，超高壓領(lǐng)域要把電弧電壓抬得比電源電壓還高，顯然是難以辦到的，因而為了介質(zhì)恢復(fù)快，能使電弧過(guò)零熄滅，反而希望其愈低愈好。 此外，由于電弧是阻性耗能元件，它在短路回路中的接入使電路參數(shù)中R和L的比例發(fā)生了變化，使電路的功率因素得到改善，這意味著過(guò)零期間，電源電壓偏離峰值更遠(yuǎn)電弧電壓越高，偏離的程度會(huì)越大，工頻恢復(fù)電壓會(huì)越低從這個(gè)角度看，抬高電弧電壓又有有利于滅弧的一面。,4、短路電流非周期分量的影響,當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)給斷路器分閘命令的時(shí)間較短時(shí)，往往還有相當(dāng)?shù)姆侵芷诜至?。從圖5.9可見(jiàn)，由于非周期分量if的存在，使短路電流id過(guò)零點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電源電壓u的值小于周期分量iz過(guò)零點(diǎn)

11、所對(duì)應(yīng)的u的值。即是說(shuō)若在此種情況下過(guò)零熄弧，較低的工頻恢復(fù)電壓有利于滅弧。,圖5.9 短路電流非周期分量的影響,第二節(jié) 三相短路故障的開(kāi)斷,在實(shí)際電網(wǎng)中，電源的中性點(diǎn)有三種,不接地 直接接地 經(jīng)一定的阻抗接地,中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)過(guò)電壓幅值要比中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)低20%30%，因此，設(shè)備絕緣水平可以降低20%左右；由于額定電壓越高，提高絕緣水平所需的費(fèi)用也越大，且110KV及以上電力線路的耐雷水平高，導(dǎo)線對(duì)地距離大，不容易發(fā)生單相永久性接地故障；對(duì)于瞬時(shí)性接地故障，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘，自動(dòng)恢復(fù)供電。所以。220KV及以上電壓級(jí)電網(wǎng)一般都采用中性點(diǎn)直接接地方式。,一、三相中性點(diǎn)不接地短路故

12、障的開(kāi)斷,當(dāng)三相短路故障被三相斷路器同時(shí)開(kāi)斷時(shí)，往往是電流首先過(guò)零相的電弧先熄滅，我們稱首先熄弧相為首開(kāi)相或首開(kāi)極。若A相為首開(kāi)相，其開(kāi)斷過(guò)程中各電流電壓的變化規(guī)律可用圖5.10所示的等效電路作初步分析。,圖5.10 A相電弧熄滅后的等值電路與矢量圖 (a) 等值電路(b) 位形圖,圖5.11 A相開(kāi)斷時(shí)的波形圖,5.12 A相開(kāi)斷時(shí)的波形圖,實(shí)際上，當(dāng)觸頭分開(kāi)并到達(dá)其最小熄弧距離后那一相最先過(guò)零，則此相電弧熄滅。,所謂最小熄弧距離是指開(kāi)關(guān)觸頭必須拉到這個(gè)距離及以上才有可能承受恢復(fù)電壓的作用而不再?gòu)?fù)燃電弧，否則即使碰到電流零點(diǎn)也不可能熄弧，開(kāi)關(guān)的最小熄弧距離由滅弧室的結(jié)構(gòu)及介質(zhì)特性所決定。最先

13、到達(dá)最小熄弧距離的相不一定是最先熄弧相。,熄弧過(guò)程,在首開(kāi)相電流過(guò)零熄弧時(shí)，另兩相的電流正好是大小相等的時(shí)候，不過(guò)過(guò)零熄弧后另兩相電流的變化規(guī)律就與首開(kāi)相未熄弧時(shí)不一樣了，忽略線路電阻R，以圖5.10的等效電路為例，未熄弧前有,(5-16),而A相過(guò)零熄弧后，有,從圖5.12可見(jiàn)，此時(shí)的與相差90的相位角，即再過(guò)90電角度，也即0.005S后，也將轉(zhuǎn)到水平位置(即電流為零值)，通常此時(shí)B、C兩相同時(shí)熄弧，三相最終被完全開(kāi)斷，當(dāng)短路電流中還有直流分量時(shí)，不一定是0.005S后另兩相熄弧，可能長(zhǎng)一點(diǎn)，也可能短一點(diǎn)。,首開(kāi)相工頻恢復(fù)電壓,因此A相熄弧瞬刻，熄弧斷口上的電壓為：,開(kāi)斷系數(shù)KT，工頻恢復(fù)

14、電幅值與相電壓幅值之比。 即首開(kāi)相工頻恢復(fù)電壓為相電壓的1.5倍,振蕩頻率可由從A、O點(diǎn)往整個(gè)回路看所得的回路等值電感和電容所確定，不難看出：,(5-17),后兩相的燃弧,需要指出的是，實(shí)際電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，且線路是分布參數(shù)，線路電阻也必然存在，這里只是為了從概念上對(duì)恢復(fù)電壓影響因素有所認(rèn)識(shí)。 在后續(xù)兩相開(kāi)斷時(shí)，從恢復(fù)電壓和開(kāi)斷電流的角度看，顯然是要輕松一些，因?yàn)槌娏髦粸槭组_(kāi)相的0.866外，開(kāi)斷系數(shù)(即工頻恢復(fù)電幅值與相電壓幅值之比，對(duì)首開(kāi)相即首相開(kāi)斷系數(shù))也同樣減小，兩斷口共同承擔(dān)線電壓，即=0.866UP，而首開(kāi)相為1.5UP。 由于后兩相的燃弧時(shí)間要長(zhǎng)一些，這對(duì)某些斷路器并不輕松

15、。,二、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的三相接地短路故障,圖5.13 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的三相接地短路故障,我國(guó)220kV及以上電力系統(tǒng)(包括部分110kV系統(tǒng))采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的三相接短路故障時(shí)的電路如圖5.13。在這種故障情況下，當(dāng)三相短路電流都存在時(shí)，若電路是完全對(duì)稱的(即各相阻抗都相等，三相電源對(duì)稱)，則各相電流的值也是相等的，相位也互差120，電流值的大小仍由式(5-16)決定。O、O是等電位點(diǎn)，因此地中電流為零,分析,通常地中電阻是不為零的，地中電流肯定會(huì)產(chǎn)生壓降，因此首先開(kāi)相和第二熄弧相的工頻恢復(fù)電壓都將是相電壓與地中電流壓降的相量和，僅有最后開(kāi)斷相的工頻恢復(fù)電壓與

16、相電壓相等。而顯然后兩相的電流都小于首開(kāi)相的電流。 當(dāng)A相先過(guò)零熄弧后，電路已不對(duì)稱，為求算各相開(kāi)斷時(shí)的工頻恢復(fù)電壓和后兩相的開(kāi)斷電流可借助對(duì)稱分量法。當(dāng)假定各相正序電抗(x1 )，負(fù)序電抗(x2 )和零序電抗(x0 )都相等，且x1=x2，x0=3x1時(shí)可解得A相開(kāi)斷時(shí)，工頻恢復(fù)電壓與相電壓的比為1.3，C相開(kāi)斷時(shí)(第二熄弧相)為1.25。而C相的電流為式(5-16)的0.892倍，B相(最后開(kāi)斷相)的電流為式(5-16)的0.6倍。 C相電流在A滅弧后4.22mS過(guò)零滅弧，而B(niǎo)相又在C相滅弧后再過(guò)2.44mS最后熄滅 。,分析,A相電弧熄滅后，有Ia=0，Ub=0，Uc=0,分析（繼續(xù)）,

17、A相電弧熄滅后，有Ia=0,分析（繼續(xù)）,A相恢復(fù)電壓,分析（ 繼續(xù)）,當(dāng)假定各相正序電抗(x1 )，負(fù)序電抗(x2 )和零序電抗(x0 )都相等，且x1=x2，x0=3x1時(shí),三、不同短路形式下的開(kāi)斷系數(shù),圖5.14 不同短路形式下的首相開(kāi)斷系數(shù)或開(kāi)斷系數(shù),不同短路形式下的開(kāi)斷系數(shù),利用首開(kāi)相系數(shù)KT與系統(tǒng)的最高工作線電壓Um可求得斷路器首相開(kāi)斷時(shí)工頻恢復(fù)電壓的幅值Ughm為：,(5-18),當(dāng)振幅系數(shù)K0已知時(shí)，我們有首開(kāi)相的瞬態(tài)恢復(fù)電壓的峰值表達(dá)式為：,(5-19),第三節(jié) 實(shí)際電網(wǎng)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓與表示方法,前節(jié)所分析的瞬態(tài)恢復(fù)電壓（transient recovery voltage,

18、 簡(jiǎn)稱TRV）都是以單頻出現(xiàn)的，對(duì)于我們從概念上認(rèn)識(shí)電壓恢復(fù)過(guò)程極有幫助。但在實(shí)際電網(wǎng)中，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，電弧熄滅后加于斷口兩端的電壓可能是雙頻的、三頻的、甚至是多頻的。,實(shí)際電力系統(tǒng)是千差萬(wàn)別，參數(shù)各異的，所以瞬態(tài)恢復(fù)電壓的波形也是多種多樣的,據(jù)大量統(tǒng)計(jì)和歸納，電力系統(tǒng)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓可大致分為以下兩種類型： 第一種：系統(tǒng)電壓低于110kV，或雖高于110kV但所開(kāi)斷的電流相對(duì)于短路處最大短路電流來(lái)說(shuō)較小，僅為最大短路容量30%以下的情況。此時(shí)瞬態(tài)恢復(fù)電壓近似于衰減的單頻振蕩。這種恢復(fù)電壓的特性常用瞬態(tài)恢復(fù)電壓的峰值ushm和到達(dá)峰值的時(shí)間tm來(lái)描繪，或者用恢復(fù)電壓的振幅系數(shù)K和固有振

19、蕩頻率f0來(lái)描繪，稱之為“兩參數(shù)法”。,一、兩參數(shù)法,兩參數(shù)法的不足之處是不能恰當(dāng)反映恢復(fù)電壓起始部分的變化情況，而這一部分恰好對(duì)電弧的重燃有重要影響，對(duì)某些斷路器，這一部分的上升陡度對(duì)能否開(kāi)斷甚為敏感,圖5.16 兩參數(shù)法的不足5.17 兩參數(shù)帶時(shí)延線法,兩參數(shù)帶時(shí)延線法 (5個(gè)參數(shù) ),兩參數(shù)帶時(shí)延線法用下述幾個(gè)參數(shù)來(lái)描繪電壓的恢復(fù)過(guò)程 : 瞬態(tài)電壓的最大值uc(即usfm, kV)。 到達(dá)最大值的時(shí)間t3(s)，t3是按最大平均上升速度上升到過(guò)最大值的水平線的交點(diǎn)A所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。 時(shí)延td（s）,td是指與恢復(fù)電壓的起始部分相切且平行OA的直線(即時(shí)延線)與時(shí)間軸的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。 時(shí)

20、延參考電壓U（kV）及時(shí)延參考時(shí)間t（s）,二、四參數(shù)帶時(shí)延線法,另一種類型是系統(tǒng)電壓高于110kV，且短路電流相對(duì)于短路處最大短路電流較大(大于30%)的情況下，瞬態(tài)恢復(fù)電壓首先包含一個(gè)上升率較高，但幅值較低的振蕩部分，隨之而來(lái)的是幅值高，但上升率較緩的部分。對(duì)這種恢復(fù)電壓波，IEC推薦用四參數(shù)帶時(shí)延線法來(lái)描述。這四個(gè)參數(shù)是： U 1第一參考電壓值(kV)，它表征著斷路 器首先開(kāi)斷相恢復(fù)電壓中的工頻分量幅值。 t 1到達(dá)U1的時(shí)間(S)。 UC第二參考電壓，即瞬態(tài)恢復(fù)電壓的峰值 (kV)。 t2到達(dá)UC的時(shí)間(S)。,四參數(shù)包絡(luò)線及時(shí)延線,圖5.18 (a) 四參數(shù)包絡(luò)線及時(shí)延線,起始瞬態(tài)恢

21、復(fù)電壓(ITRV),對(duì)某些氣吹斷路器，瞬態(tài)恢復(fù)電壓起始部分對(duì)電弧熄滅特別重要，這部分的瞬態(tài)恢復(fù)電壓稱為起始(Initial)瞬態(tài)恢復(fù)電壓(ITRV)。,判定方法,在進(jìn)行斷路器試驗(yàn)時(shí)，所加恢復(fù)電壓應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以兩參數(shù)帶時(shí)延線法為例(請(qǐng)看圖5.19),圖5.19 判斷恢復(fù)電壓波是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求,舉例說(shuō)明,假如按標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法，測(cè)得了試驗(yàn)回路的預(yù)期瞬態(tài)恢復(fù)電壓波形如圖5-19所示，那么： (1) 用標(biāo)準(zhǔn)所給uc、t3、td、U 和t 作出參考線OAC和時(shí)延線td (U , t )； (2) 畫(huà)出試驗(yàn)所用預(yù)期TRV的最大平均上升速度線(即波形的最大上升率切線)OA及通過(guò)最大值點(diǎn)的水平切線AC以形

22、成波形的實(shí)際包絡(luò)線OAC； (3) 比較OAC與OAC，如實(shí)際包絡(luò)線OAC的縱坐標(biāo)處處在OAC之上或完全重合，且波形的起始部分不與時(shí)延線相交。 可認(rèn)為此預(yù)期恢復(fù)電壓波形符合標(biāo)準(zhǔn)的要求 。,第四節(jié) 近區(qū)故障的開(kāi)斷,近區(qū)故障是指距斷路器數(shù)百米到數(shù)千米的地點(diǎn)發(fā)生的短路故障。 就短路電流的大小而言，這種故障比斷路器出口故障(端子短路)要小，但運(yùn)行實(shí)踐表明，能順利開(kāi)斷出口短路的某些斷路器卻不能開(kāi)斷近區(qū)故障。Why？ IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，額定電壓52kV及以上，額定開(kāi)斷電流超過(guò)12.5kA，并直接與架空線相連的斷路器，要求進(jìn)行近區(qū)故障下的開(kāi)斷試驗(yàn)。,分析原因,近區(qū)故障開(kāi)斷試驗(yàn)可以在單相回路中進(jìn)行。下面以單相故

23、障為例來(lái)分析,圖5.20 近區(qū)故障及其開(kāi)斷過(guò)程等效電路,圖中G為電源，DL為斷路器，Ls、Cs為斷路器電源側(cè)電感及對(duì)地電容， L1、C1為線路側(cè)電感和對(duì)地電容，設(shè)線路每單位長(zhǎng)度的電感及對(duì)地電容分別為L(zhǎng)和C,開(kāi)斷瞬時(shí)，開(kāi)關(guān)兩端的電壓UA及UB相等,D處的短路電流Is為：,(5-19),設(shè)開(kāi)關(guān)電弧電壓忽略不計(jì)，那么在開(kāi)斷瞬時(shí)，開(kāi)關(guān)兩端的電壓UA及UB相等，且因?yàn)殡娏鬟^(guò)零熄滅時(shí)電源電壓正好在峰值處，因而有：,(5-20),電弧熄滅瞬時(shí)，線路上的對(duì)地電壓分布如圖中的BD線段，B處最高，D處為零。,電弧熄滅后,電弧熄滅后，開(kāi)關(guān)電源側(cè)和線路側(cè)將都會(huì)因儲(chǔ)能元件L、C的存在而有短暫的過(guò)渡過(guò)程，到穩(wěn)態(tài)后，UA將

24、按電源電壓變化，UB將為零，但我們關(guān)心的是過(guò)渡過(guò)程中加入開(kāi)關(guān)上的電壓的變化情況：,(5-21),UB的變化情況,先看UB的變化情況,圖5.21 行波的流動(dòng)反射過(guò)程圖5.22 近區(qū)故障開(kāi)斷時(shí)的恢復(fù)電壓,恢復(fù)電壓uhf,恢復(fù)電壓uhf在時(shí)間段有極快的上升率。若不考慮衰減，圖5.22中u1的極限值為：,(5-25 ）,因而有恢復(fù)電壓的最大平均上升速度為：,(5-26),其中 為線路的波阻抗。如果取z =480 ，取I為出口短路電流50KA的75%，那么有,計(jì)算結(jié)果說(shuō)明,這個(gè)恢復(fù)電壓的初始上升速度遠(yuǎn)大于現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)上升率2kV/S，因而難于開(kāi)斷。,圖5.23 不同l下的瞬態(tài)恢復(fù)電壓Uhf (

25、l1 l3 l2 ),第五節(jié) 容性負(fù)荷的關(guān)合與開(kāi)斷,合分容性負(fù)荷主要有兩種：關(guān)合與開(kāi)斷用于改善系 統(tǒng)功率因素的電容器組 關(guān)合與開(kāi)斷空載傳輸線， 包括架空線和電纜。,一、空載長(zhǎng)線的關(guān)合,既然是空載長(zhǎng)線，說(shuō)明在線路的末端是 開(kāi)路的，如圖5.24(a)，,E 為電源G1的電勢(shì)，C 為線路的總電容， L 為電源電感。,原理分析,由于C上電壓不會(huì)突變，L中的電流不能突變，因而有：,電路有方程,(5-26),方程求解,利用初始條件 ,可得,(5-31),式中,(5-32), 當(dāng)0時(shí)，,式(5-32)可簡(jiǎn)化為,(5-33),分析,由于0，在0t=時(shí)，有t0，由式(5-33)可得,(5-34),在實(shí)際電路中，

26、由于線路電阻R的必然存在，式(5-33)右邊的第二項(xiàng)很快衰減為零，而只剩下等式右邊第一項(xiàng)。,結(jié)論,(1) 關(guān)合空載長(zhǎng)線時(shí)，線路電壓與合閘瞬時(shí)的電源相角及線路上是否有殘余電荷有關(guān)。,(2) 過(guò)電壓產(chǎn)生的原因完全由電路中有儲(chǔ)能元件L、C存在，且激勵(lì)發(fā)生突然改變所導(dǎo)致。若關(guān)合瞬時(shí)的電源相角為(即U 0=sin)，則關(guān)合過(guò)程無(wú)振蕩發(fā)生，直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。,關(guān)合空載線問(wèn)題,由于線路阻抗、電暈損耗等原因，關(guān)合空載線一般不會(huì)超過(guò)3倍過(guò)電壓，這對(duì)電壓等級(jí)較低的線路，由于絕緣裕度大，絕緣不成為問(wèn)題。 但對(duì)220kV及以上的線路，為了限制合作過(guò)電壓，可用選相合閘或加裝合閘并聯(lián)電阻的辦法予以限制。,二、空載長(zhǎng)線的開(kāi)斷,

27、開(kāi)斷后發(fā)生重燃現(xiàn)象 由于線路電容上電壓保持不變, 弧后090內(nèi)弧隙發(fā)生擊穿現(xiàn)象不產(chǎn)生過(guò)電壓, 弧后90180內(nèi)弧隙發(fā)生擊穿可以產(chǎn)生最高達(dá)3Em過(guò)電壓.,分析總結(jié),習(xí)慣上稱弧后090內(nèi)弧隙發(fā)生的擊穿現(xiàn)象為復(fù)燃(熱復(fù)燃可能性大)，弧后90180內(nèi)弧隙發(fā)生的擊穿稱為重?fù)舸?電擊穿可能性大)。 復(fù)燃不產(chǎn)生過(guò)電壓，重?fù)舸┊a(chǎn)生過(guò)電壓。實(shí)際上，由于重?fù)舸┎灰欢ㄕ冒l(fā)生在電源電壓最大值處，電弧也不一定就在高頻電流第一次過(guò)零熄弧，加之客觀上總存在電阻、電暈損耗，過(guò)電壓不會(huì)按3、5、7倍遞增。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，過(guò)電壓一般不會(huì)超過(guò)4.5倍，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中不會(huì)超過(guò)三倍。330kV及以上的系統(tǒng)中，因線路與電

28、器設(shè)備的絕緣水平較低，要求斷路器切空線時(shí)不得出現(xiàn)重?fù)舸?，否則應(yīng)采取相應(yīng)的措施限制過(guò)電壓水平，通常是改善開(kāi)關(guān)自身的開(kāi)斷特性，包括前面所述的合閘并聯(lián)電阻，在分閘時(shí)也可起阻尼限壓作用.,三、關(guān)合電容器組,在我國(guó)，用投切電容器組來(lái)改善功率因素和電壓質(zhì)量的辦法在中壓等級(jí)廣泛采用. 在這些電壓等級(jí)中，由于設(shè)備絕緣水平較高，合閘過(guò)電壓不一定會(huì)造成設(shè)備的損壞，但如果不采取限制措施，合閘過(guò)程中的涌流往往構(gòu)成對(duì)設(shè)備的危害。,圖5.28 電容器組的接線,1、單組電容器投入時(shí)的涌流,現(xiàn)在我們分析當(dāng)各組電容器的斷路器都處在分閘狀態(tài)下，第一組電容器首先投入運(yùn)行時(shí)的情況。設(shè)從電源G到斷路器DL的線路電感為L(zhǎng)，從每臺(tái)斷路器到

29、其所控制的電容C的導(dǎo)線電感為L(zhǎng)1，忽略導(dǎo)線電阻R不計(jì)，那么單組電容器關(guān)合時(shí)我們同樣可用圖5.24(b)的等效電路所表示 （ LL1 ）,與關(guān)合空載長(zhǎng)線所不同的是，在關(guān)合空載長(zhǎng)線時(shí)的電路特征阻抗 比關(guān)合電容組時(shí)的特征阻抗要大得多,(5-32),分析,式中, 當(dāng)0時(shí)，,式(5-32)可簡(jiǎn)化為,(5-33),若關(guān)合時(shí)電源電壓相角=90，則式(5-32)可簡(jiǎn)化為：,(5-35),這里，Em仍為電源電壓幅值，U0為電容器關(guān)合時(shí)的初始電壓，為工頻角頻率，,關(guān)合時(shí)的涌流,圖5.29 涌流的波形,關(guān)合時(shí)的涌流為：,通常電容器都接有放電電阻或放電線圈，若非開(kāi)斷過(guò)程重?fù)舸┮鸬挠苛?，電容器一定處于零初始狀態(tài)U0=

30、0 。波形如左圖,最大涌流峰值,因?yàn)閁0=0 ，所以,在最不利的情況下可能出現(xiàn)的最大涌流峰值為：,令I(lǐng)m為電容器組正常工作時(shí)的額定電流峰值，即Im=EmC ，則,(5-39),式中，f 為電源頻率，,其它組電容器投入情形,第2組電容器投入情形,第2組電容器投入情形,2、第n組電容器投入時(shí)的涌流,圖5.28中的的n組電容器，每組都由一臺(tái)斷路器控制，各組都經(jīng)斷路器接在共同的母線上，稱為并聯(lián)電容器組，又稱背靠背電容器組。在這種多組電容器并聯(lián)的情況下，盡管各組容量相等，但第一組投入后，后續(xù)投入的第二組、第三組與第一組投入時(shí)的涌流是不同的，越往后涌流越大,圖5.30 并聯(lián)電容器組最后一組投入時(shí)的等效電路

31、,(n1)組電容器對(duì)第n組充電,已充電到Em的(n1)組電容器對(duì)第n組充電，充電結(jié)束后各組電容器上的穩(wěn)態(tài)電壓為：,(5-40),但最后一組未投入時(shí)的電壓為零，因初態(tài)不等于穩(wěn)態(tài)，而電路中有電感，故充電過(guò)程一定有振蕩，第n組電容器上的電壓可表示為：,(5-41),式中：,據(jù)此可得第n組投入的涌流,第n組投入的涌流為：,(5-43),涌流的最大值為：,由于L1L+L1，故00，比較式(5-39)和式(5-44)可知，Icm遠(yuǎn)大于單組投入時(shí)的Icm。,限制涌流,為限制涌流，常在斷路器與電容器組間串接一電抗器， 如果電抗器的感抗等于6%電容器組的容抗，可將涌流限制到約五倍的Im。 由于串入電抗器后，正常

32、工作時(shí)電容器上的電壓必然會(huì)升高，因此電感值不可能取得太大。 解釋,第六節(jié) 開(kāi)斷空載變壓器、電抗器和電動(dòng)機(jī),一、感性小電流開(kāi)斷過(guò)程的截流過(guò)電壓 感性小電流通常是指空載變壓器、高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或電抗器的運(yùn)行電流，它們相對(duì)于斷路器能開(kāi)斷的巨大短路電流來(lái)說(shuō)是微不足道的。也正因?yàn)槿绱耍瑪嗦菲髟陂_(kāi)斷感性小電流的過(guò)程中容易發(fā)生電流突然截?cái)?，提前過(guò)零的現(xiàn)象。這時(shí)，由于負(fù)載中電感值大，di/dt也過(guò)大，因而容易激發(fā)過(guò)電壓，稱之為截流過(guò)電壓。,我們以圖5.31（a）電感性負(fù)載被開(kāi)斷的原理電路為例來(lái)分析這一過(guò)程的機(jī)理， 其振蕩過(guò)程的實(shí)質(zhì)還是電磁場(chǎng)能量的相互轉(zhuǎn)換。,圖5.31（a）感性負(fù)載開(kāi)斷的原理電路,截?cái)噙^(guò)電壓,那

33、么截?cái)嗨矔r(shí)，感性負(fù)載回路中的總儲(chǔ)能為：,若不計(jì)此電磁振蕩過(guò)程的鐵損、銅損和電暈損，當(dāng)磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化為靜電能時(shí)，應(yīng)有：,(5-45),(5-46),若截流發(fā)生在ik的幅值處，那么U0=0，此時(shí)有,(5-47),電容上電壓波形變化,截流的原理與波形,圖5.31 電流截?cái)嗟脑砼c波形,截?cái)嚯娏骺赡馨l(fā)生在開(kāi)斷電流的任意相位處,感性負(fù)荷截?cái)嚯娏鬟^(guò)電壓討論,截?cái)嚯娏饔?，?fù)載的特征阻抗愈大，過(guò)電壓愈大。 現(xiàn)代高壓變壓器都采用冷軋硅鋼片，激磁電流小，同時(shí)又采用了糾結(jié)式繞組，大大增加了繞組電容，所以開(kāi)斷這種變壓器時(shí)過(guò)電壓倍數(shù)一般不會(huì)大于2，因此開(kāi)斷空載變壓器發(fā)生事故的情況少。 電抗器的情況則不同，電抗器容量

34、大，額定電流也大，容易出現(xiàn)較大的電流和較高的過(guò)電壓，需要注意。 高壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在空載下運(yùn)行時(shí)，電流小，加上電動(dòng)機(jī)的漏感小，特征阻抗不大，因此，即使有截流過(guò)電壓也不高。電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電流較大，截流值稍大，過(guò)電壓稍高。最嚴(yán)重的情況是開(kāi)斷幾乎不動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，例如在起動(dòng)過(guò)程中，因某原因造成斷路器又立即開(kāi)斷，因?yàn)檗D(zhuǎn)子流過(guò)的是啟動(dòng)電流，若發(fā)生截流，截流值可能較大，有可能發(fā)生較高的過(guò)電壓。 電動(dòng)機(jī)的功率大小對(duì)過(guò)電壓的高低有一定的影響。小功率的電動(dòng)機(jī)因電流小，截?cái)嘀狄残?，大功率的電機(jī)因匝數(shù)少，導(dǎo)體截面大，因而漏感L大，電容C大，故過(guò)電壓都不會(huì)太高，但中等容量的電動(dòng)機(jī)(幾百kW)比上述二者往往有較高的過(guò)電壓

35、。,限制上述操作過(guò)電壓的措施,在附加并聯(lián)電容Cb的同時(shí)，將一合適的電阻與之串聯(lián)，構(gòu)成RC吸能保護(hù)回路，在振蕩過(guò)程中，能量很快在R上發(fā)熱耗散掉。 這種RC保護(hù)器的電阻可取0.30.6倍的 ，約在50400的范圍，Cb可取約20倍的等效電容C，約在0.010.2F的范圍。 在工程實(shí)際應(yīng)用中，限制上述操作過(guò)電壓的措施，在不頻繁操作的場(chǎng)合(如變壓器、電抗器)，用得最多的還是普通閥式避雷器。,二、開(kāi)關(guān)多次復(fù)燃對(duì)過(guò)電壓的限制或遞增作用,出現(xiàn)在開(kāi)關(guān)斷口間的暫態(tài)恢復(fù)電壓，則為工頻的電源電壓與LC上振蕩電壓之差。 對(duì)空載變壓器或電動(dòng)機(jī)而言，固有頻率f0比工頻50Hz要高得多，因此可以近似認(rèn)為在高頻振蕩的一個(gè)周期

36、內(nèi)，電源側(cè)的工頻端電壓近似不變或變化甚微。那么開(kāi)關(guān)兩端恢復(fù)電壓的變化主要決定于LC上的電壓變化，或者說(shuō)恢復(fù)電壓是隨著LC端電壓的增大而增大。,多次復(fù)燃,圖5.32 多次復(fù)燃對(duì)預(yù)期過(guò)電壓的抑制圖5.33 多次復(fù)燃造成的過(guò)電壓遞升,多次復(fù)燃對(duì)預(yù)期過(guò)電壓的抑制（截流過(guò)電壓引起的重燃）高頻電流不會(huì)燃弧半波就熄滅,在高頻電流的持續(xù)過(guò)程中，因放電回路必然的電阻消耗和電容C上電荷的減少使高頻電流很快消失，電源與負(fù)載又脫開(kāi)。但這一過(guò)程極短，電感負(fù)載中的電流只比ik截?cái)鄷r(shí)稍小，還在繼續(xù)向C充電，使預(yù)期恢復(fù)電壓按A2上升，將又在B2處發(fā)生高頻放電ig2。每發(fā)生一次高頻放電，總要消耗一部分電感中的儲(chǔ)能，預(yù)期的過(guò)電壓

37、及預(yù)期的恢復(fù)電壓愈來(lái)愈小。如此反復(fù)，還可能出現(xiàn)B3、ig3、B4、ig4，直到介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度uj高于預(yù)期恢復(fù)電壓A5才不會(huì)再重燃。顯然，這種復(fù)燃對(duì)CL兩端過(guò)電壓的上升有抑制作用，請(qǐng)注意，這里的高頻電流是持續(xù)一個(gè)或多個(gè)周期后自然衰減消失的。,多次復(fù)燃也可能造成過(guò)電壓的遞升現(xiàn)象,對(duì)于熄滅高頻電流電弧能力也很強(qiáng)的真空斷路器， 電源側(cè)電容CsC，負(fù)載電感LLsL。 無(wú)截流 由于C上的電壓經(jīng)L不斷泄放，Cs和C兩電容器的壓差就加在已熄弧的間隙K上，若觸頭間的距離尚拉開(kāi)很短不能耐受這一壓差的作用將因K的被擊穿而經(jīng)電感L向C放電，以補(bǔ)充C上電壓的降低，使其恢復(fù)到um 。但在補(bǔ)充過(guò)程中，因L的存在，C上的電壓并

38、不只上升到與Cs相等，而是還要過(guò)沖一個(gè)電壓值(如圖5.25b)，若不考慮電路的衰減，這個(gè)值就是弧隙擊穿前二者的差值。,多次這種半波重燃的過(guò)程,第七節(jié) 失步故障及其它開(kāi)斷,所謂失步是指兩個(gè)電源系統(tǒng)的相位差不一致，這通常是由于短路故障或負(fù)荷突變等原因使一部分發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷，而另一部分又欠負(fù)荷，以致系統(tǒng)失去穩(wěn)定而產(chǎn)生比正常工作電流大得多的失步電流。作為連接兩個(gè)電源系統(tǒng)用的聯(lián)絡(luò)斷路器要承擔(dān)這種失步故障的開(kāi)斷而使系統(tǒng)解列，以免整個(gè)系統(tǒng)崩潰，失步時(shí)，兩個(gè)電源電壓之間的相位差大于0，小于180，最嚴(yán)重的失步情況是180，即兩電源反向的情況。這種情況下的開(kāi)斷稱作反向開(kāi)斷，所開(kāi)斷的失步電流最大，開(kāi)關(guān)斷口所承受的恢

39、復(fù)電壓最高。,圖5.34 失步開(kāi)斷,反相故障電流,流經(jīng)DL1的反相故障電流為：,(5-48),式中xs1、xs2為電源G1和G2的短路感抗，xl為線路感抗,圖5.35 反向開(kāi)斷時(shí)的瞬態(tài)恢復(fù)電壓,失步故障,由于反向開(kāi)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)斷口兩端所承受的恢復(fù)電壓最大值較高，因此斷路器開(kāi)斷反向故障也是很困難的。在本章第二節(jié)中我們知道在中性點(diǎn)不接地和直接接地兩種情況下的首相開(kāi)斷系數(shù)分別為1.5和1.3，所以在反向開(kāi)斷下，首開(kāi)相的工頻恢復(fù)電壓有可能為相電壓的2.6到3倍?？紤]到兩電源完全反向的概率很低，因此在IEC高壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，斷路器首先開(kāi)斷相的工頻恢復(fù)電壓： (1) 對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為2倍相電壓

40、； (2) 對(duì)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，為2.5倍相電壓。 而反向開(kāi)斷電流定為額定短路開(kāi)斷電流的25%。 對(duì)于自能式斷路器，因其滅弧能力與燃弧能量或被開(kāi)斷的電流大小有關(guān)，因此除應(yīng)進(jìn)行25%額定開(kāi)斷電流下的反相試驗(yàn)外，還應(yīng)進(jìn)行較小電流下的反相開(kāi)斷試驗(yàn)。,二、發(fā)展性故障及其開(kāi)斷,所謂發(fā)展性故障是指斷路器開(kāi)斷感性小電流或容性小電流時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓使系統(tǒng)的絕緣破壞而造成的短路事故，因事故是在正常操作工況下誘發(fā)的，故稱之為發(fā)展性故障。 發(fā)展性故障危害更大 發(fā)生發(fā)展性故障短路時(shí)，斷路器的觸頭已處于分離狀態(tài)，其間存在著小電流電弧(或者是重燃時(shí)引起的過(guò)電壓造成絕緣破壞，或者是電流截?cái)噙^(guò)程中過(guò)大的di/dt感生的過(guò)

41、電壓使絕緣破壞)，再突然流過(guò)強(qiáng)大的短路電流。對(duì)油斷路器，這可能因巨增的電弧能量使壓力過(guò)大而爆炸；對(duì)氣吹斷路器，這可能因已過(guò)最好熄弧位置，吹弧能力不足而不能熄弧，不能熄弧的結(jié)果也是燒壞(炸)開(kāi)關(guān)或越級(jí)跳閘。,三、斷路器的并聯(lián)開(kāi)斷,兩臺(tái)斷路器同時(shí)開(kāi)斷短路故障稱為并聯(lián)開(kāi)斷。在電力系統(tǒng)中常采用接線或三角形接線，在這些情況下，若發(fā)生短路故障，就會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)斷路器同時(shí)開(kāi)斷故障的情況。斷路器動(dòng)作前，由母線阻抗(包括觸頭接觸電阻)決定了它們之間短路電流的分配，這種分配可能是各占50%，也可能10%:90%，起弧后，電弧電阻對(duì)電流的分配也會(huì)有一定的影響。 兩臺(tái)斷路器同時(shí)開(kāi)斷短路電流時(shí)，由于電弧特性的負(fù)阻性和不穩(wěn)定

42、性及滅弧能力上的差異，一個(gè)斷路器的電弧先熄滅，這樣使后熄弧斷路器的電流由原來(lái)所分配的數(shù)值突然增大到全部短路電流值。這和前述的發(fā)展性故障有相似的性質(zhì)，給后一斷路器增大了機(jī)械負(fù)荷和開(kāi)斷任務(wù),四、隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷空載母線,隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷空載母線時(shí)，因其動(dòng)作速度慢，又無(wú)滅弧裝置，在觸頭間可能出現(xiàn)多次的電弧復(fù)燃和重?fù)舸?空載母線就是一段很短的空載線，在性質(zhì)上與切合空載長(zhǎng)線類似，只是波的折、反射時(shí)間短，因而振蕩頻率高得多。無(wú)論合、分操作，只要發(fā)生多次重?fù)舸┚拖喈?dāng)于多次合分一段空載線，就有可能碰到母線上的殘壓與電源相反而又重?fù)舸┑那闆r，因而，極端情況下的過(guò)電壓是三倍電源電壓幅值，但實(shí)際情況到不了三倍。 由于過(guò)電

43、壓的幅值大，頻率高，有可能使避雷器動(dòng)作，還有可能造成阻波器的擊穿或電流互感器套管的閃絡(luò)等。,第八節(jié) 斷路器斷口并聯(lián)電阻及并聯(lián)電容的作用,一、斷路器并聯(lián)電阻的作用及取值 斷路器斷口間并聯(lián)電阻的作用有二個(gè)： 增強(qiáng)開(kāi)斷能力； 降低操作過(guò)電壓。 早年的多斷口斷路器也有用105106的高值電阻來(lái)均勻斷口電壓的，目前多為并聯(lián)電容所取代。,1、降低瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升陡度，提高滅弧能力,在圖5.36、圖5.37中，虛線框?yàn)閿嗦菲?，框中斷?為主斷口，斷口2為輔助斷口。在斷路器的合分操作中，主斷口先分后合，輔助斷口先合后分，時(shí)間相差約在幾毫秒到十幾毫秒。Rb為斷路器的并聯(lián)電阻。,圖5.36 并聯(lián)電阻增強(qiáng)開(kāi)斷能力的

44、作用 圖5.37 并聯(lián)電阻的限壓作用,1、降低瞬態(tài)恢復(fù)電壓上升陡度，提高滅弧能力,斷口1和2斷口開(kāi)斷時(shí)，Rb在電路中所扮演的角色是不一樣的。在1中的電弧熄滅時(shí)，所加的恢復(fù)電壓即A、B兩點(diǎn)間的電壓，L、C和Rb三者是并聯(lián)的 。此時(shí)當(dāng) 時(shí)，瞬態(tài)恢復(fù)電壓是非振蕩的。 在2中的電弧熄滅時(shí)，所加的恢復(fù)電壓即A、B兩點(diǎn)間的電壓，L、C和Rb三者是串聯(lián)的 。此時(shí)當(dāng) 時(shí)，瞬態(tài)恢復(fù)電壓是非振蕩的。,Rb的取值對(duì)原則,Rb的取值對(duì)斷口1的斷口2是矛盾的。 但Rb的取值不能只考慮某一方面的作用和要求，還要考慮到諸如改善近區(qū)故障開(kāi)斷特性，還要考慮到輔助斷口的通斷能力，電阻自身的熱容，尺寸等各方面的因素。因此，用于提高開(kāi)斷能力的并聯(lián)電阻多在幾歐到幾十、幾百歐的范圍。,二、多斷口斷路器的電容均壓,高壓、超高壓斷路器常常是采用相同滅弧室串聯(lián)的積木式結(jié)構(gòu)，靠幾個(gè)斷口(也就是滅弧單元)同時(shí)滅弧來(lái)開(kāi)斷電路,圖5.38 決定電壓分配的斷口電容和對(duì)地電容 圖5.39 等效電路及均壓電容Cb,問(wèn)題：斷口間電壓分布非常不均勻,斷口的電壓分配,對(duì)少油斷路器而言，Cc與Ce 通常在幾十微微法左右，若Ce=Cc，則U1=2/3U，U2=1/3U，,(5-52),