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【摘要】在变电站使用隔离开关对冷备用的断路器流变进行充电或是逆向操作，是变电站运行中最常见的正常操作，并且在操作过程中，隔离开关触头间在距离接近时产生短瞬时间放电也是不可避免的常见正常现象。某500kV变电站在进行上述操作时由于电动和闭合隔离开关时，合闸中途传动机构突然停止，触头间的放电接续不断，相继造成其他出线的线路阻波器起火、烧坏等异常情况，本文就此异常情况的起因和相关问题作了详细的论述，介绍了隔离开关在电弧放电过程中产生的高频振荡电流进而产生过电压，进而导致设备损坏的原因。
【关键词】高频;谐振;阻波器;击穿;放电
0.引言
在變电站使用隔离开关对冷备用的断路器流变进行充电或是逆向操作，是变电站运行中最常见的正常操作，并且在操作过程中，隔离开关触头间在距离接近时产生短瞬时间放电也是不可避免的常见正常现象。但是某500kV变电站在进行上述操作时由于电动和闭合隔离开关时，合闸中途传动机构突然停止，触头间的放电接续不断，相继造成其他出线的线路阻波器起火、烧坏等异常情况，本文就此异常情况的起因和相关问题作一论述，以资讨论。
1.事发前后的基本情况
某变电站500kV部分于故障前当时除43号断路器、CT单元处于冷备用状态外，基本上是处于全结线运行状况，（图一为500kV运行情况的示意图）。各出线部分，由于系统已经启用了光纤通讯技术，原设计的载波通讯设备出线耦合电容器已经全部拆除，而线路阻波器因安装是采用瓷瓶支撑的型式并兼有引线支撑瓷瓶的作用，故当时出线处阻波器尚未退出即仍保持原有状态运行。
图一
隔离开关和断路器的操作电源为交流380V，控制电路等均布置在各自的机构操作箱内，当时500kV系统处于正常运行，当用电动机构操作隔离开关对断路器和流变合闸进行充电时，隔离开关合闸中途突然停止，而触头间持续放电，几乎同时出现阻波器起火烧毁，事后检查发现隔离开关的控制电源击穿异常发生后，紧急将隔离开关手动操作分开，运行转入正常。
2.原因分析
由上可见，异常情况很直观、简单，即隔离开关合闸过程中突停，触头间空气绝缘击穿持续电弧放电，结果导致诸多异常发生。我们熟知，电极间的电弧放电在放电过程中除有工频电流外，还同时伴有高频震荡电流。如遇有高频电流过零熄弧还会产生过电压。图二为它的等值电路：
图二
E——500kV电源等值电势；
L——系统的等值短路阻抗电感；
C1——被充电的流变、断路器的对地电容量；
A1——隔离开关。
瞬时产生的过电压数学表达式为
U=Uesin(ω't-tan) t≥0 其中
ω'== β=
高频振荡电流的频率为
f=
高频电流过零引起的过电压倍数与过零点所处的工频电流的时间有关。下面我们来讨论该高频振荡电流与异常现象之间的关系。
线路阻波器的损坏：
已知线路阻抗器的作用是阻断载波信号频率进入电站，同时又是工频工作电流的通道。
图三为高频等值电路示意图（以一路出线为例）。
图三
L2——为1mH的电感量；
C2——置于电感线圈内的电容调谐元件；
G2——为保护短路工频电流或雷电流引起电路两端的短时过电压而装设的避雷器；
检查时，该线路的载波中心频率为：
f=
经核实，该载波通道带宽为450-500 赫。
不难看出在高频下，L2和C2的两端如果承载着很大的高频电压，必然导致G2动作，G2的容量是按短时设计的，故只要高频过电流震荡必将在某一时刻能够在其带宽范围内，进而使L2和C2的两端如果承载着很大的高频电压，进而G2击穿短路，最终导致起火烧坏。 [科]
【关键词】高频;谐振;阻波器;击穿;放电
0.引言
在變电站使用隔离开关对冷备用的断路器流变进行充电或是逆向操作，是变电站运行中最常见的正常操作，并且在操作过程中，隔离开关触头间在距离接近时产生短瞬时间放电也是不可避免的常见正常现象。但是某500kV变电站在进行上述操作时由于电动和闭合隔离开关时，合闸中途传动机构突然停止，触头间的放电接续不断，相继造成其他出线的线路阻波器起火、烧坏等异常情况，本文就此异常情况的起因和相关问题作一论述，以资讨论。
1.事发前后的基本情况
某变电站500kV部分于故障前当时除43号断路器、CT单元处于冷备用状态外，基本上是处于全结线运行状况，（图一为500kV运行情况的示意图）。各出线部分，由于系统已经启用了光纤通讯技术，原设计的载波通讯设备出线耦合电容器已经全部拆除，而线路阻波器因安装是采用瓷瓶支撑的型式并兼有引线支撑瓷瓶的作用，故当时出线处阻波器尚未退出即仍保持原有状态运行。
图一
隔离开关和断路器的操作电源为交流380V，控制电路等均布置在各自的机构操作箱内，当时500kV系统处于正常运行，当用电动机构操作隔离开关对断路器和流变合闸进行充电时，隔离开关合闸中途突然停止，而触头间持续放电，几乎同时出现阻波器起火烧毁，事后检查发现隔离开关的控制电源击穿异常发生后，紧急将隔离开关手动操作分开，运行转入正常。
2.原因分析
由上可见，异常情况很直观、简单，即隔离开关合闸过程中突停，触头间空气绝缘击穿持续电弧放电，结果导致诸多异常发生。我们熟知，电极间的电弧放电在放电过程中除有工频电流外，还同时伴有高频震荡电流。如遇有高频电流过零熄弧还会产生过电压。图二为它的等值电路：
图二
E——500kV电源等值电势；
L——系统的等值短路阻抗电感；
C1——被充电的流变、断路器的对地电容量；
A1——隔离开关。
瞬时产生的过电压数学表达式为
U=Uesin(ω't-tan) t≥0 其中
ω'== β=
高频振荡电流的频率为
f=
高频电流过零引起的过电压倍数与过零点所处的工频电流的时间有关。下面我们来讨论该高频振荡电流与异常现象之间的关系。
线路阻波器的损坏：
已知线路阻抗器的作用是阻断载波信号频率进入电站，同时又是工频工作电流的通道。
图三为高频等值电路示意图（以一路出线为例）。
图三
L2——为1mH的电感量；
C2——置于电感线圈内的电容调谐元件；
G2——为保护短路工频电流或雷电流引起电路两端的短时过电压而装设的避雷器；
检查时，该线路的载波中心频率为：
f=
经核实，该载波通道带宽为450-500 赫。
不难看出在高频下，L2和C2的两端如果承载着很大的高频电压，必然导致G2动作，G2的容量是按短时设计的，故只要高频过电流震荡必将在某一时刻能够在其带宽范围内，进而使L2和C2的两端如果承载着很大的高频电压，进而G2击穿短路，最终导致起火烧坏。 [科]