真空開關使用RC過電壓保護裝置的分析

近年來，真空斷路器和真空接觸器有中壓配電系統得到廣泛的應用。真空開關的操作過電壓會對系統中的弱絕緣設備，如電機等產生危害。因而在使用中必須加裝過電壓保護裝置。
研究表明，真空開關的操作過電壓與開關截流值和電路的特征阻抗成正比，而截流值僅與開關觸頭材料有關。可采用氧化鋅避雷器（簡稱MOA）限制其過電壓幅值，也可采用并聯電阻減小電路特征阻抗的辦法來降低過電壓。以往采用MOA的辦法較為普遍，但在中性點不接地系統中，MOA必須受單相接地弧光過電壓的長時間作用，為此使用MOA必須提高其直流lmA參考電壓，導致MOA的殘壓升高，只能勉強與電機的出廠直流耐壓值配合。因此，即使采用了MOA保護，每年仍有大量的電機因操作過電壓而損壞。
近年來采用電阻——電容裝置（簡稱RC裝置）限制真空開關操作過電壓的方法得到了重視。用RC裝置可以把過電壓降到電機2.6倍相電壓以下，還可以有效地保護匝間絕緣。但使用RC裝置同時也帶來了一些新問題，分述如后。
二、使用RC裝置的幾個問題
1．關于系統的電容電流問題
通常采用RC裝置是并聯在相線和在地之間，無疑會增大單相接地時電容電流值。對于中性點不接地系統，我國規定可以帶故障支行2h，通常情況下單相接地電流肖超過10A。我國的火力發電廠對廠用電系統有如下要求：“單相接地電流在10A及上時，廠用電動機回路的單相接地保護應瞬時動作于跳閘，當超過1時，其它饋線回路的單相接地保護也應動作予跳閘。”不裝RC的裝置情況下，廠用電子流電容電流一般不大，可以帶故障運行一段時間，但加裝RC裝置后電容電流就會增大。經計算，若6kV系統內裝有30組RC裝置，電容取0.1μF，則僅RC裝置產生的電容電流即可達到10.8A。如果再計及電纜等電氣設備的電容，單相接地的電流可達到1以上。對于發電廠南昌言，此值將導致該系統饋電回路全部跳閘，嚴重影響發電機的運行。因此，對此問題切不可忽視。
對于中性點經小電阻接地系統，由于單相接地會立即被切除，電容電流對系統無大影響，可以放心地使用RC裝置。
2．關于電容器額定電壓的選擇
對于中性點經小電阻接地系統，由于單相接地故障回路會立即被切除，因此，電容器不會承受長時間的單相接地過電壓作用。平時運行時RC裝置是并于相地之間，在這種配電系統，可按系統的額定電壓選擇RC裝置中電容的額定電壓。
對于中性點不接地系統，由于單相接地時系統內會產生弧光接地過電壓，幅值可高達3.5倍相電壓，作用時間可達幾秒或更長，因而電容器必須可以耐受這種過電壓，應按該過電壓確定電容器的電壓。對于6kV中性點不接地系統，電容的電壓定于12kV為宜。
3．關于諧波對電容的影響
電力系統內的諧波會使RC裝置發生電擊穿、發熱等，近年已有由于揩波作用而使RC裝置爆炸的事故發生。