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1、第四节 断续电弧接地过电压 发展过程 防护措施中性点不接地电网中的单相接地电流(电容电流)较大， 接地点电弧将不能自熄，而以断续电弧的形式存在，就 会产生另一种严重的操作过电压断续电弧接地过电 压 一、发展过程这种过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间 有关。存在两种熄弧时间： 电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭 电弧要等到工频电流过零时才能熄灭下面以工频电流过零时熄弧的情况来说明这种过电压 的发展机理：作如下简化：1）略去线间电容的影响；2）设各 相导线的对地电容均相等，即C1=C2=C3=C。就 可得如图9-12(a)所示的等值电路。设接地故障发生于A相，而且是正当 经过正幅值
2、 时发生，这样A相导线的电位立即变为零，中性点电 位 由零升至相电压，即 ，B、C两相的对地 电压都升高到线电压 、 。 流过C2和C3的电流 和 分别较 和 超前90， 其幅值为因为 与 在相位上相差60，所以故障点的电流幅值 为电网的额定电压 线路总长度 C 每相导线的对地电容 单位长度的对地电容由此可知:1)流过故障点的电流是线路对地电容所引 起的电容电流 2）故障电流的大小与电网额定电压和 线路总长度成正比如以uA，uB，uC代表三相电源电压；以u1，u2，u3代表 三相导线的对地电压，即C1、C2、C3上的电压，则通过 分析可得如下图所示的过电压发展过程。按工频电流过零时熄弧的理论所
3、作的分析结论是：1） 两健全相的最大过电压倍数为3.5；2）故障相上不存在 振荡过程，最大过电压倍数等于2.0。长期以来大量试验研究表明：故障点电弧在工频电流 过零时和高频电流过零时熄灭都是可能的。一般来说 ，发生在大气中的开放性电弧往往要到工频电流过零 时才能熄灭；而在强烈去电离的条件下，电弧往往在 高频电流过零时就能熄灭。电弧的燃烧和熄灭会受到发弧部位的周围媒质和大气 条件等的影响，具有很强的随机性质，因而它所引起 的过电压值具有统计性质。二、防护措施 对付这种过电压，最根本的防护办法就是不让断续电 弧出现，可以通过改变中性点接地方式来实现。(一)采用中性点有效接地方式这时单相接地将造成很
4、大的单相短路电流，断路器将立 即跳闸，切断故障，经过一段短时间歇让故障点电弧熄 灭后再自动重合。如能成功，可立即恢复送电；如不能 成功，断路器将再次跳闸，不会出现断续电弧现象。(二)采用中性点经消弧线圈接地方式采用中性点有效接地方式虽然能解决断续电弧问题 ，但每次发生单相接地故障都会引起断路器跳闸，大 大降低了供电可靠性。当单相接地流过故障点的电容电流不大时，不能 维持断续电弧长期存在，因而可采用中性点不接地的 方式；当电网的电容电流 达到一定数值时，单相接 地点的电弧将难以自熄，需要装设消弧线圈来加以补 偿，方能避免断续电弧的出现。 关于消弧线圈的应用场合，我国标准有如下规定：（1）对于35
5、kV和66kV系统，如单相接地电容电流 不超过10A时，中性点可采用不接地方式；如 超过 上述容许值时（10A），应采用经消弧线圈接地方式 ； （2）对于不直接与发电机连接的310kV系统， 的容 许值如下： 1)由钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成者：10A 2)由非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成者： 3kV、6kV30A；10kV20A 3)由电缆线路构成者：30A（3）对于与发电机直接连接的320kV系统，如 不 超过表9-2所示容许值，其中性点可采用不接地方式； 如超过容许值，应采用经消弧线圈接地方式。消弧线圈是一只具有分段铁心、电感可调的电抗器，接 在电网中性点与大地之间。全补
6、偿时的电感值为消弧线圈的运行主要就是调谐值的整定。在选择消弧线 圈的调谐值（即L值）时，应满足下述两方面的基本要求 ： （1）单相接地时流过故障点的残流应符合能可靠地自动 消弧的要求； （2）在电网正常运行和发生故障时，中性点位移电压 都不可升高到危及绝缘的程度。 实际上，这两个要求是互相矛盾的，因而我们只能采取 折衷的方案来同时满足两方面要求。小 结 一般来说，发生在大气中的开放性电弧往往要到工频 电流过零时才能熄灭；而在强烈去电离的条件下，电 弧往往在高频电流过零时就能熄灭。 电弧的燃烧和熄灭会受到发弧部位的周围媒质和大气 条件等的影响，具有很强的随机性质，因而它所引起 的过电压值具有统计性质。 对付断续电弧接地过电压的防护措施有：采用中性点 有效接地方式和采用中性点经消弧线圈接地方式。（本节完）
