[发明专利]一种自控移能、劣化自脱离及真空灭弧室的保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力开关设备的保护装置，更具体的说是提供一种35kV以下中压电力系统的限制真空断路器操作过电压及真空灭弧室重燃的保护装置。

技术背景

由于真空断路器具有维护工作量小、断流容量大、使用寿命长、适宜频繁操作等诸多优点，在电力系统中逐渐取代了其它类型开关，得到了广泛的应用。但是，在实际应用中也引起人们的高度关注，因真空断路器在截流、重燃或三相断开时会产生操作过电压，从而引起电机等设备的绝缘击穿，相间闪络，严重威胁到变压器、电动机、电容器、电抗器等电气设备的绝缘，给安全生产带来重大影响。

由于真空断路器开断小电流时，真空电弧在过零前就会熄灭，由于电流被突然切断，其滞留于电机等电感绕组中的能量必然向绕组的杂散电容充电，转变为电场能量。对于电机和变压器，特别是空载或容量较小时，则相当于一个大的电感，且回路电容量较小，因此会产生大的过电压，特别是开断空载变压器时更危险。

　  由于多次重燃是由触头断口重击穿、电源多次向电机电容进行充电等反复出现所造成的，如果触头间的开距不够大，就会使弧隙之间发生击穿，断路器的恢复电压就会升高。如果触头开距增的不够大，就会发生第二次重燃，再灭弧，再重燃以致发生多次重燃现象，多次的充放电振荡，触头间的恢复电压逐级升高，负载端的电压也不断升高，致使产生多次重燃过电压，损坏电气设备。实验证明，电机匝间绝缘的损坏主要是由于真空断路器多次重燃引起的电压逐级升高造成的，特别是在切断电机的启动电流时极易发生高幅值的电弧重燃过电压。

三相同时开断过电压是由于断路器首先开断相弧隙产生重燃时，流过该相弧隙的高频电流引起其余两相弧隙中的工频电流迅速过零，致使未开断相随之被切断，在其它二相弧隙中产生类似较大水平的截流现象，从而产生更高的操作过电压，在开断中小容量电机或轻负载情况下容易出现三相同时开断过电压。

我们知道过电压防护的基本原理是：设法将形成过电压的电磁能量泄放掉或消耗掉，以达到削弱过电压能量的目的。通常解决上述问题途径主要：一是目前普及使用的各种避雷器以及三相组合式过电压保护器，均是利用氧化锌电阻的残压来限制过电压的幅值，但只限制了幅值而不能限制频率，无法有效的保护电气设备，而且由于氧化锌的响应速度关系，过电压的波头越陡，则氧化锌阀片的残压越高（陡波冲击电流下的残压比操作冲击电流下的要高出20~35%），这使得与电动机的耐受电压之间的配合极为困难，截流与重燃过电压类似于陡波，波头时间极短，不足1μS， 会使各种避雷器以及三相组合式过电压保护器在高陡度的过电压下，难以有效地保护电气设备；二改进触头结构及提高灭弧室真空度，使得是灭弧室动静触头刚分开时的耐压水平低于两触头之间的恢复电压。常规做法是采取提高刚开始打开的速度, 加大触头距离, 提高灭弧室真空度等措施。 当恢复电压过高时, 真空若灭弧室内电压不重燃, 则有可能在真空灭弧室外发生沿面闪络。故人们通常在断路器表面采取加大爬电距离等措施. 实践表明：在真空灭弧室内外采用“加强绝缘”的方法，真空断路器开断时灭弧室的腔内重燃率和腔外闪络率依旧较高，事故时有发生；以上方案均存在残压过高、保护不合理、保护不稳定，无劣化自动退出功能等一系列的技术问题，给电网安全运行埋下了隐患。

解决真空断路器操作过电压及灭弧室的重燃问题，已成为推广使用真空断路器迫切需要解决的问题。

 

发明内容

本发明要解决的主要技术问题：有效的防止35kV以下中压系统中使用的真空断路器操作过电压及降低断路器真空灭弧室重燃率技术问题。为解决现有保护方式存在的不足之处，本发明提供一种自控移能、劣化自脱离及真空灭弧室的保护装置，其在降低真空断路器重燃率的同时,还可降低重燃过电压、截流过电压和三相同时开断过电压,不仅可保护真空断路器灭弧室,也保护了其它电气设备。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案：一种自控移能、劣化自脱离及真空灭弧室的保护装置，包括劣化自动离线器TQ和移能元件R1，两者串联； 所述移能元件R1两端并联R-C回路，所述R-C回路中的电阻器R和电容器C两者串联。

所述劣化自动离线器TQ包括外壳，所述外壳内设有熔丝并充填石英沙，外壳上部中央为空腔，所述空腔中设劣化后离线指示器和预压紧弹簧，两者密封在空腔内，所述熔丝的下端联接第二电极，上端穿过预压紧弹簧后与劣化后离线指示器联接，所述外壳上部设第一电极，其引线埋在石英沙中。

所述熔丝采用镍丝或康铜丝，其在处于石英沙中的部分设低熔点合金焊接头。