真空开关的操作及其防护措施

　　真空断路器在开断电动机等感性负载时产生的波陡度很大，幅值很高，直接威胁感性负载的匝间绝缘，是造成电动机等设备损坏的重要原因之一，故对真空断路器操作过电压抑制措施进行研究是必要的，只有采取适当的保护措施，从降低过电压幅值和波陡度（du/dt）这两方面考虑，就能有效抑制或减轻其危害，这对广泛推广真空断路器的应用将起到积极的推动作用。目前抑制过电压的措施有两种，一种是限制过电压幅值的避雷器，另一种是降低过电压振荡频率的阻容（R——C）过电压吸收器。

　　一、氧化锌避雷器（MOA）。

　　众所周知，这种避雷器主要优点是具有非常优良的非线性伏安特性，续流小，残压低，体积小，重量轻，安装方便。但传统的无间隙MOA在运行中存在以下弊病:

　　1）热老化问题;

　　2）为降低放电后残压值，其持续运行电压选择偏低，当出现单相接地运行时其承受√3倍的相电压，致使荷电率上升，易损坏甚;

　　3）冲击放电电压和相间残压值偏高，不利于保持设备的相间绝缘。针对以上问题，一些厂家已推出有带间隙的氧化锌避雷器，笔者认为在选用上应优先考虑。

　　1、带串联间隙的MOA。这种避雷器与传统的阀式避雷器结构差不多或基本相同。由于氧化锌阀片具有非常优良的非线性伏安特性，续流非常小，一般在1mA以下，可以认为无续流，另外，由于有串联间隙存在，在正常运行电压下，氧化锌可以不加考虑。另外这种MOA的残压值较低，可用于电力变压器等耐压水平较高的设备的过电压防护。

　　配电用带串联间隙MOA和无间隙MOA的参数比较举例:

　　类别型号系统额定电压持续运行电压标称电流下最大残压比较

　　无间隙Y5WS-7.66434.5>29.694

　　Y3WD-12.7106.657.5>42.42

　　有间隙Y5CS-7.66427<29.674

　　Y5CS-12.7106.645>42.42

　　注:变压器绝缘耐压试验标准（峰值）:29.694kV(Un=6kV),42.42kV(Un=10kV)

　　2、带并联间隙的MOA。带并联间隙的结构是将阀片分为主阀片RI和并联阀片R2，R1和R2串联，在R2上有并联间隙G。在正常电压下，G不放电，电压加在R1和R2上，运行安全可靠，过电压作用时，避雷器上的残压还未达到技术条件规定值之前，G放电，R2被短路，避雷器的残压完全由R1上的残压所决定，所以残压比较低，保护性能也比较好，用于保护电动机是适宜的。

　　3、保护旋转电机用并联间隙MOA与无间隙MOA的参数比较:

　　类别型号电机额定电压持续运行电压标称电流下最大残压比较

　　无间隙Y3WD-7.66.3419>18.382

　　Y3WD-12.710.56.631>29.694

　　有间隙Y3BD-7.66.3416.2<18.382

　　Y3BD-12.710.56.626.4<29.694

　　注:高压电机绝缘耐压试验标准（峰值）:18.382kV(Un=6.3kV),29.694kV(Un=10.5kV)

　　二、阻容保护器。

　　阻容保护器是一种保护效果较好的措施，只要阻容参数选择妥当，就可降低恢复电压上升陡度，降低振荡频率，减少负载波阻抗，就能有效降低过电压幅值。电容C的作用，除可降低过电压幅值外，主要用以减缓过电压上升陡度，因为这种过电压在极短时间内发生，du/dt很大，容易造成电机进线绕组匝间击穿。所以要降低匝间电压并使匝间电压分布均匀。另外达到降低波阻抗，降低截流过电压之目的。电阻R则起消耗高频振荡电能，抑止截流过电压幅值的作用。由于负载等效电感和开关的截流值等参数难以查找和实测，难以准确选择阻容参数。根据经验，一般吸收电容选0.1～0.3μF/相，吸收电阻选100～200Ω/相，功率以不小于100W为宜。但值得注意的是，如果R、C阻容参数选择不当，不但起不到保护作用，反而会起消极作用，甚至会导致过电压幅值倍增，在小电流接地系统中，单相接地短路因R——C保护器电容电流太大而招致系统馈电回路跳闸。因此在选R——C电压幅值抑止器时应谨慎小心。