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電壓互感器是電力系統(tǒng)中供測(cè)量和保護(hù)用的重要設(shè)備,它有如下重要作用:(⑴將系統(tǒng)高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓(100v),為儀表、保護(hù)提供必要的電壓;(2)與測(cè)量?jī)x表相配合,測(cè)量線路的相電壓與線電壓;與繼電保護(hù)裝置相配合,對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行過電壓、單相接地保護(hù)等。

1、電壓互感器的作用

電壓互感器是電力系統(tǒng)中供測(cè)量和保護(hù)用的重要設(shè)備,它有如下重要作用:

1.1將系統(tǒng)高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓(10Ov) ,為儀表﹑保護(hù)提供必要的電壓。

1.2與測(cè)量?jī)x表相配合,測(cè)量線路的相電壓與線電壓;與繼電保護(hù)裝置相配合,對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行過電壓,單相接地保護(hù)。

1.3隔離一次設(shè)備與二次設(shè)備,保護(hù)人身和設(shè)備的安全。正因?yàn)殡妷夯ジ衅饔羞@么重要的作用,為其加裝相應(yīng)的保護(hù)裝置(高壓熔斷器)顯得尤為必要。高壓熔斷器既經(jīng)濟(jì)又能滿足一定的可靠性,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維護(hù)檢修,在35kv及以下系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

電壓互感器一般經(jīng)隔離開關(guān)和高壓熔斷器接入高壓電網(wǎng)。在110kv及以上的系統(tǒng)中,由于相應(yīng)的電壓互感器采用單相串級(jí)絕緣,絕緣裕度大,并且這種系統(tǒng)多為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),每相設(shè)備不能長(zhǎng)期承受線電壓,也不允許接地,所以110kv及以上系統(tǒng)中的電壓互感器一次側(cè)不裝熔斷器,而經(jīng)過隔離開關(guān)直接與電網(wǎng)相連; 38Ov及以下配電系統(tǒng),由于高壓熔斷器完全可滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求,電壓互感器可以直接與電網(wǎng)相連接,而不用隔離開關(guān)。

在我局設(shè)計(jì)施工的電網(wǎng)中, 35kv系統(tǒng)有著舉足輕重的地位,但其電壓互感器的高壓熔斷器經(jīng)常會(huì)發(fā)生熔斷,而且更換起來很麻煩,相當(dāng)浪費(fèi)時(shí)間,增加了事故隱患,亟待改進(jìn)。本文就以35kv電壓互感器的高壓熔斷器作討論,并提出改進(jìn)方案。

2.電壓互感器問題分析

2.1電壓互感器的高壓熔斷器保護(hù)范圍為:電壓互感器內(nèi)部故障(相間.匝間短路等)或電壓互感器與電網(wǎng)連接線的短路故障。

當(dāng)電壓互感器內(nèi)部故障或與電網(wǎng)連接線發(fā)生短路時(shí),高壓熔斷器熔斷,切斷故障點(diǎn)或?qū)㈦妷夯ジ衅髋c故障源隔離,從而縮小故障范圍,保護(hù)設(shè)備的安全。但是高壓熔斷器不是用來保護(hù)電壓互感器過載的,過載時(shí)間稍長(zhǎng),電壓互感器就會(huì)過熱、冒煙,甚至起火,從而引起內(nèi)部故障;而且由于高壓熔斷器靈敏度的原因,有時(shí)電壓互感器內(nèi)部故障,高壓熔斷器卻不一定熔斷。我們必須盡快停用故障電壓互感器,如果高壓熔斷器不帶限流電阻或限流電阻不合格,就不能用隔離開關(guān)直接拉開故障電壓互感器,即使限流電阻合格,為保險(xiǎn)起見也不能直接拉開，因?yàn)楦綦x開關(guān)和高壓熔斷器沒有滅弧裝置,容易引起母線短路,導(dǎo)致事故擴(kuò)大及設(shè)備損壞或人身事故,必須通過倒換運(yùn)行方式,用上級(jí)斷路器隔離故障。

對(duì)于雙母線接線方式,可將所帶負(fù)荷倒至另一條母線上，用母聯(lián)開關(guān)隔離故障電壓互感器;對(duì)于我們常用的單母線分段接線方式,必須將該段母線所帶負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移或停電,用電源斷路器隔離故障電壓互感器和該段母線,再恢復(fù)其它正常供電。這樣的操作復(fù)雜,不利于快速隔離故障,且可能影響部分用戶的正常供電。

如果電壓互感器的高壓熔斷器有足夠的靈敏度,在電壓互感器內(nèi)部故障時(shí),立即熔斷,隔離故障點(diǎn),就可用隔離開關(guān)直接拉開故障電壓互感器,而不必通過倒換運(yùn)行方式那樣的復(fù)雜操作。這里的關(guān)鍵在于高壓熔斷器的熔體(絲) ,它是熔斷器的核心部件,利用它在電流熱作用下來熔化,斷開故障電路。

我們常用的熔絲為鎳鉻合金,熔絲的直徑為0.13mm,做成螺旋形,總阻值為315Q ,額定電流為0.5A,對(duì)于熔體,要求有下列的性質(zhì):熔點(diǎn)低,導(dǎo)電性好,不易氧化,便于加工。

熔體的材料一般有銅.鎳鉻合金.鉛.錫等,對(duì)于35kv系統(tǒng)的電壓互感器,要求熔斷器具有較大的斷流能力,常用銅或鎳鉻合金,它們的電阻率小,熱傳導(dǎo)快,截面面積也很小,斷流產(chǎn)生的金屬蒸氣也少,易于滅弧。但缺點(diǎn)是熔化溫度高,長(zhǎng)期工作中可能達(dá)到較高的溫度而不熔斷,同時(shí)要使其快速熔斷,必須流過較大的電流,否則會(huì)延長(zhǎng)熔斷時(shí)間,這樣對(duì)被保護(hù)的電壓互感器不利。

2.2在電壓互感器的正常運(yùn)行中,其內(nèi)部故障的幾率很小。而高壓熔斷器之所以經(jīng)常熔斷,是因?yàn)殡妷夯ジ衅鞯闹C振。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生某種變化時(shí),電壓互感器的鐵芯飽和,感抗和對(duì)地容抗相等或近似相等,產(chǎn)生較大的電流,導(dǎo)致熔斷器熔斷,這時(shí)必須停運(yùn)電壓互感器,更換熔斷器。

我們現(xiàn)在大多用的是裝有防雨罩的充填石英砂的瓷管熔斷器,熔斷器裝在防雨罩中,兩邊各用四個(gè)螺絲固定,更換時(shí)，必須將兩邊的螺絲擰開,一手拿鉗子固定螺母,一手拿起子擰螺絲,由于高空作業(yè),著力的地方很少,這樣的操作既費(fèi)時(shí)費(fèi)力,又很危險(xiǎn)。側(cè)蓋及螺絲用一般的熟鐵制做,長(zhǎng)期日曬雨淋，很容易生銹變形。螺絲擰開后,固定鐵環(huán)由于受力不均,容易卡滯,很難取下。特別是遇到特殊天氣,不得不延期更換,減少了計(jì)量和保護(hù)的可靠性。

3、方案改進(jìn)

3.1經(jīng)過分析,我們利用金屬學(xué)中的“冶金效應(yīng)"采用以下的方案:

在鎳鉻絲上焊以鉛錫合金的小球,鉛錫球兩側(cè)的鎳鉻絲不連貫,鉛錫球的間隔及大小由生產(chǎn)工藝和實(shí)際需要決定。

這樣,我們就能充分利用鎳鉻絲的優(yōu)點(diǎn),又能利用鉛錫合金的優(yōu)點(diǎn)克服其缺點(diǎn),降低熔體的熔化溫度,使熔斷器更加靈敏和完善。

3.2為克服以上缺點(diǎn),我們可采用轉(zhuǎn)軸式替代螺絲固定式。固定軸采用螺絲(也可使用銷子),取消了螺母及固定鐵環(huán),螺絲的另一端直接擰在側(cè)蓋上。操作時(shí),只將一端的螺絲擰開,即可打開側(cè)蓋。即使由于連接線的阻礙無法取出熔斷器,可再將另一個(gè)螺絲擰開即可,這樣最多也就擰開兩個(gè)螺絲，而且只用一只手便可輕松完成。

為了克服腐蝕,側(cè)蓋主體用鋼材,外面鍍防銹材料(鎳鉻合金等),螺絲采用不銹鋼。

4、總結(jié)

經(jīng)過改進(jìn),增加了高壓熔斷器的靈活可靠性,降低了成本，更加易于操作,為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。