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篇1

關(guān)鍵詞：真空斷路器；開合電容；老煉試驗(yàn)

中圖分類號：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

從電網(wǎng)運(yùn)行情況看，因開關(guān)重燃故障引發(fā)的電容器損壞等事故也時(shí)有發(fā)生。浙江電網(wǎng)均采用經(jīng)過老煉試驗(yàn)后的真空斷路器，多年來未發(fā)生由于真空斷路器重燃引起的重大事故。國家電網(wǎng)公司在新的十八項(xiàng)重大反措里明確要求高壓大電流的老煉試驗(yàn)，應(yīng)引起重視。

一、真空滅弧室的老煉機(jī)理

所謂老煉，就是通過一定的工藝處理，消除滅弧室內(nèi)部的毛刺、金屬和非金屬微粒及各種污穢物，改善觸頭的表面狀況，使真空間隙耐電強(qiáng)度大幅提高；還可改變觸頭表面的晶格結(jié)構(gòu)，降低冷焊力，增加材料的韌性，使觸頭材料更不容易產(chǎn)生脫落，大大降低真空滅弧室的重燃率。

真空滅弧室老煉試驗(yàn)包括電流老煉和電壓老煉。電流老煉一般是用一百至數(shù)百安培的電流，通過真空滅弧室的觸頭間隙形成均勻的擴(kuò)散型真空電弧，利用電弧的高溫去除電極表面的薄層材料，同時(shí)消除電極表面層中的氣體、氧化物和雜質(zhì)，改善觸頭表面狀況。

電壓老煉試驗(yàn)是通過施加高電壓使真空電極放電，燒去觸頭表面的毛刺、雜質(zhì)，提高真空滅弧室的耐壓水平，有利于弧后絕緣的迅速恢復(fù)。采用實(shí)際的電容器回路對真空斷路器進(jìn)行老煉操作，兼有上述2種方法的效應(yīng)。以數(shù)百安培的電流進(jìn)行電流老煉，同時(shí)又以高幅值的恢復(fù)電壓起到電壓老煉的作用，通過老煉初期的擊穿放電、合閘時(shí)的機(jī)械捶擊、涌流熱效應(yīng)以及分閘時(shí)的電弧燒灼，對觸頭表面進(jìn)行處理，能有效提升真空斷路器的抗重燃性能。

二、老煉試驗(yàn)的一般方法和要求

真空斷路器開合電容電流老煉試驗(yàn)參照GB1984-2003《高壓交流斷路器》進(jìn)行，根據(jù)試驗(yàn)方式的不同，分三相老煉試驗(yàn)、單相合成老煉試驗(yàn)和單相老煉試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)方式

1.1三相老煉試驗(yàn)

采用三相電源回路進(jìn)行老煉試驗(yàn)與斷路器實(shí)際運(yùn)行狀況基本一致，因此老煉試驗(yàn)優(yōu)選采用三相回路，如圖1所示，圖中：Um為母線對地電壓；Uf為試品極間恢復(fù)電壓；Uc為電容器側(cè)對地電壓；Uo為電容器組中性點(diǎn)對地電壓；I為回路電流；C為電容器組；TA為電流互感器；FD為放電線圈；SP為試品。

圖1典型三相老煉試驗(yàn)接線

1.2單相合成老煉試驗(yàn)

35kV及以上真空斷路器一般采用單相合成回路老煉試驗(yàn)，典型接線如圖2所示，圖中：DL為試驗(yàn)回路斷路器；T1為電流回路變壓器；T2為電壓回路變壓器；T3為電壓回路調(diào)壓器；C1，C2為電流回路電容器組；C3，C4為電壓回路電容器組；L為調(diào)頻電抗器；K1為電壓回路閘刀；SP1為試品被試相；SP2，SP3為試品非被試相；TA為電流互感器；FYn為母線電壓測量分壓器；FYf為恢復(fù)電壓測量分壓器；MOA為避雷器；TV為電壓互感器。

單相合成回路的特點(diǎn)是用試品的非被試相作為電壓隔離開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電壓與電流同步；用電容C4、電抗器L組成重?fù)舸┓烹娭罚M實(shí)際重燃放電，提高老煉效果。采用單相合成回路進(jìn)行老煉試驗(yàn)，能有效降低投切過電壓，減小系統(tǒng)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

圖2典型單相合成老煉試驗(yàn)接線

1.3單相老煉試驗(yàn)

當(dāng)不具備三相試驗(yàn)條件時(shí)，還可采用單相老煉試驗(yàn)，試驗(yàn)接線如圖3所示，圖中：Um為母線對地電壓；Uf為試品極間恢復(fù)電壓；Uc為電容器側(cè)對地電壓；I為回路電流；SP為試品；C為電容器組；TA為電流互感器；FD為放電線圈。

圖3典型單相老煉試驗(yàn)接線

2、試驗(yàn)電流

根據(jù)多種大小不同的電流對真空開關(guān)進(jìn)行的老煉和現(xiàn)場跟蹤測試，試驗(yàn)電流過小，不足以消除滅弧室內(nèi)雜質(zhì)，試驗(yàn)電流太大，則要求系統(tǒng)無功容量也較大，產(chǎn)生的電壓波動(dòng)也大。當(dāng)老煉試驗(yàn)電流為350～400A時(shí)，電弧呈圓錐形，沿電極表面不斷移動(dòng)，電弧弧柱的電流密度約為105～106A/cm2，具有很好的清洗和凈化效應(yīng)，也不會(huì)燒蝕電極觸頭表面。老煉試驗(yàn)電流和時(shí)間的推薦值如表1所示。電流持續(xù)時(shí)間為0.3s較為適宜，2次試驗(yàn)的間隔時(shí)間主要考慮斷路器的儲(chǔ)能、機(jī)構(gòu)動(dòng)作后的穩(wěn)定、電弧熄滅后滅弧室內(nèi)微電物質(zhì)的穩(wěn)定等因素，同時(shí)要避免間隔時(shí)間過長，影響試驗(yàn)效率。

表1老煉試驗(yàn)電流和時(shí)間推薦值

3、試驗(yàn)電壓

試驗(yàn)電壓在試品分閘瞬間測定，其相間電壓應(yīng)不小于系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，并盡可能靠近試品處。對于三相試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓用三相試驗(yàn)電壓的平均值表示，通過示波器或瞬態(tài)記錄儀等設(shè)備來確定，任何相間的試驗(yàn)電壓與平均試驗(yàn)電壓的偏差不應(yīng)超過10%。對于單相老煉試驗(yàn)，于試品處測得的試驗(yàn)電壓應(yīng)不小于1.4倍額定電壓/。

4、電容回路

電容器回路包括所有必要的測量裝置，如分壓器等。其電弧最終熄滅后300ms時(shí)斷路器斷口電壓的衰減不超過10%，并提供1000ms的恢復(fù)電壓。電容器組具有放電回路，關(guān)合操作之前，在容性回路上無明顯的剩余電荷。三相試驗(yàn)的回路中性點(diǎn)應(yīng)絕緣。GB1984-2003《高壓交流斷路器》要求恢復(fù)電壓時(shí)間不少于300ms，但根據(jù)試驗(yàn)站開合容性電流試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，斷路器在電弧熄滅300ms后發(fā)生重燃的次數(shù)約占總次數(shù)的15%，實(shí)測最大重燃時(shí)間為2150ms，故將恢復(fù)電壓時(shí)間延長至1000ms。

5、試驗(yàn)次數(shù)

老煉試驗(yàn)的連續(xù)無重燃次數(shù)及試驗(yàn)總次數(shù)限值如表2所示。當(dāng)三相和單相老煉試驗(yàn)連續(xù)30次、合成老煉試驗(yàn)連續(xù)60次無重燃后，再次發(fā)生重燃的幾率已遠(yuǎn)小于0.1%。如果三相和單相老煉試驗(yàn)總次數(shù)超過150次，合成老煉試驗(yàn)總次數(shù)超過500次后仍有重燃發(fā)生，則通過老煉試驗(yàn)的可能性比較小。

表2連續(xù)無重燃次數(shù)及試驗(yàn)總次數(shù)限值

單相合成老煉試驗(yàn)可通過LC支路模擬重?fù)舸┓烹姡岣呃蠠捫Ч傮w上由于對重燃的電流進(jìn)行了限制，對滅弧室的清洗作用比較小，因此無重燃次數(shù)比直接試驗(yàn)要求多30次。

三、老煉試驗(yàn)與型式試驗(yàn)的區(qū)別

真空斷路器開合電容電流的型式試驗(yàn)和老煉試驗(yàn)均依據(jù)國標(biāo)GB1984-2003《高壓交流斷路器》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，兩者區(qū)別如下：

1、試驗(yàn)?zāi)康牟煌?/p>

型式試驗(yàn)用于考核真空斷路器性能，對重?fù)舸┖蚇SDD次數(shù)有嚴(yán)格限制。老煉試驗(yàn)的目的是改善真空滅弧室性能，對重燃不進(jìn)行考核，只進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。但當(dāng)老煉試驗(yàn)中頻繁出現(xiàn)重?fù)舸┗騈SDD且沒有好轉(zhuǎn)趨勢，或試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到規(guī)定上限，表明該斷路器真空滅弧室制造質(zhì)量較差，或機(jī)械特性及參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，通過試驗(yàn)已無法對其性能進(jìn)行改善時(shí)，可以終止試驗(yàn)。

2、試驗(yàn)對象不同

型式試驗(yàn)針對斷路器某個(gè)型號規(guī)格的樣品進(jìn)行，試驗(yàn)合格后允許批量生產(chǎn)。老煉試驗(yàn)則面向所有用于并聯(lián)補(bǔ)償裝置的真空斷路器，在投運(yùn)前必須進(jìn)行試驗(yàn)。

3、試驗(yàn)方法和要求不同

型式試驗(yàn)時(shí)為考驗(yàn)觸頭材料、工藝及機(jī)構(gòu)配合，需要進(jìn)行背對背電容器組的涌流關(guān)合試驗(yàn)。老煉試驗(yàn)一般在單個(gè)電容器組下進(jìn)行，通常不會(huì)出現(xiàn)諸如觸頭熔焊、無法開斷等現(xiàn)象。此外，老煉試驗(yàn)對合閘角度、分閘燃弧時(shí)間等也沒有明確要求。

結(jié)束語

綜合上述，重燃主要出現(xiàn)在真空斷路器滅弧室工作初期，一般在滅弧后幾十至幾百毫秒內(nèi)發(fā)生，并隨著操作次數(shù)的增加而急劇減少，最后穩(wěn)定在基本無擊穿工況。根據(jù)大量的實(shí)踐和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，12kV和40.5kV真空斷路器的早期重燃率一般約為1.0%和4.0%，通過老煉試驗(yàn)，能夠消除真空斷路器的早期重燃，有效降低真空斷路器實(shí)際運(yùn)行期間的重燃率。

參考文獻(xiàn)

[1]王季梅.真空開關(guān)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

篇2

為了驗(yàn)證上節(jié)設(shè)計(jì)的多孔陶瓷電容器有限元仿真模型的有效性和可靠性，本節(jié)使用ABAQUS軟件建立了多孔陶瓷電容器的數(shù)值仿真模型，并對利用溫度和散熱邊界條件對其最大應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值仿真模擬。

1.1多孔陶瓷電容器仿真模型

ABAQUS是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。ABAQUS/CAE是ABAQUS進(jìn)行操作的完整環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，可提供簡明，一致的界面來生成計(jì)算模型，可交互式地提交和監(jiān)控ABAQUS作業(yè)，并可評估計(jì)算結(jié)果.本文建立的多孔陶瓷電容器的ABAQUS軟件仿真模型，在模型中施加了溫度邊界條件，并設(shè)置了材料參數(shù)，為了分析更能真實(shí)的反映器件的結(jié)構(gòu)，在模型中使用了粘聚力單元。

1.2失效特性計(jì)算結(jié)果

通過數(shù)值仿真模擬計(jì)算得到了應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)果云圖，通過對最大應(yīng)力的分析可以實(shí)現(xiàn)電容器失效特性的仿真設(shè)計(jì)。表示通過ABAQUS有限元仿真模擬計(jì)算得到的應(yīng)力變形圖，由圖可以看出，在熱源作用下，在電容器的應(yīng)力集中位置產(chǎn)生了明顯的變形，為了直觀顯示最大應(yīng)力，本文通過仿真計(jì)算得到了的應(yīng)力云圖。表示在電容器發(fā)熱過程中的應(yīng)力分布圖，圖中區(qū)域1（紅色部分）表示應(yīng)力最大位置，從區(qū)域1（紅色）到區(qū)域5（藍(lán)色）應(yīng)力逐漸降低，由圖可以看出，在電容器發(fā)熱的位置應(yīng)力比較大，但是還沒有出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。隨著電容器的持續(xù)發(fā)熱，電容器變形逐漸增大，此時(shí)最大應(yīng)力也逐漸增大，最終導(dǎo)致電容器撕裂。其撕開過程是由電極端部單元達(dá)到其強(qiáng)度而發(fā)生撕裂，并迅速擴(kuò)展，直至整個(gè)路徑完全撕開而使器件失效。表示開裂距離和最大應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果表，由表可以看出，在開裂距離為112μm時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)了比較大的變化，當(dāng)最大應(yīng)力達(dá)到305.3MPa時(shí)開始急劇下降，其變換趨勢圖如圖所示。表示開裂距離和最大應(yīng)力的變化趨勢，由圖可以看出，在初始開裂距離為112μm之前應(yīng)力沒有發(fā)生變化，112μm之后應(yīng)力發(fā)生了明顯的變化，應(yīng)力逐漸增大后又急劇降低，說明電容器發(fā)生了失效破壞。因此，在多孔陶瓷電容器的設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮溫度對電容器的影響，可以依據(jù)最大開裂距離來對電容器進(jìn)行保護(hù)，避免電容器失效。

2結(jié)論

篇3

關(guān)鍵詞：容錯(cuò)控制；故障診斷；雙電機(jī)；執(zhí)行器失效

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服體系在相關(guān)領(lǐng)域得到了較多的認(rèn)可，和電機(jī)伺服體系之間進(jìn)行合理的比較，通過將適量的電機(jī)一起驅(qū)動(dòng)負(fù)載，能夠在一定程度上將驅(qū)動(dòng)功率提高，相關(guān)人員還可以使用電消隙手段，將相應(yīng)的電機(jī)做好恰當(dāng)?shù)南瑥亩訌?qiáng)伺服精度，與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)冗余可以給系統(tǒng)的相關(guān)控制帶來了益處。雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服體系有很多影響因素，這些因素會(huì)讓伺服功能造成不利影響，因此本篇文章主要對上電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服體系出現(xiàn)的問題做出合理的分析，提出了相關(guān)建議。

1 容錯(cuò)控制手段

容錯(cuò)控制的手段通常分成以下兩方面：一方面是被動(dòng)容錯(cuò)控制；另一方面是主動(dòng)容錯(cuò)控制。一般來說，被動(dòng)容錯(cuò)控制不用對單元進(jìn)行診斷工作，利用恰當(dāng)?shù)目刂剖侄蝸碓O(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器，從而讓系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)橐恍﹩栴}而產(chǎn)生問題，能夠起到保守的作用。主動(dòng)容錯(cuò)控制又可以分為以下幾種：第一種是重新調(diào)度；第二種是模型跟隨重組控制；第三種是控制律重構(gòu)設(shè)計(jì)。相關(guān)人員依據(jù)系統(tǒng)因?yàn)楦鞣N因素出現(xiàn)的問題要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)目刂破鳎热魴z測到問題時(shí)，系統(tǒng)就可以依據(jù)相應(yīng)的信息來對控制律做好適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，該方法會(huì)因?yàn)閱栴}種類的不斷增加，而讓相應(yīng)的構(gòu)造變得具有一定的復(fù)雜性，并且相應(yīng)計(jì)算量也在不斷增加。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)把自適應(yīng)手段使用到系統(tǒng)中，而且在有問題的情況下采取自適應(yīng)的手段對控制律做好恰當(dāng)?shù)闹亟M，確保體系能夠一直緊跟有關(guān)的信號。此技術(shù)手段對較輕的問題可以使用，但是倘若問題較大的情況下，就不能使用該方法了。依據(jù)相關(guān)研究形式對控制律的相關(guān)問題做出了合理的分析，在系統(tǒng)處于問題的情況下使用滑模變結(jié)構(gòu)控制手段能夠很好的將控制律重新的組成，并且可以起到魯棒功能，然而只是適用有關(guān)的系統(tǒng)問題。

雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服體系通常在大功率等方面的地方適用，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對機(jī)構(gòu)存在的柔性引起重視，因?yàn)橄嚓P(guān)負(fù)載側(cè)所產(chǎn)生的不確定原因沒有和控制量產(chǎn)生直接的關(guān)系，所以在系統(tǒng)中通常都處于非匹配不確定項(xiàng)。在該系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的問題是因?yàn)閳?zhí)行器不能正常的運(yùn)行。當(dāng)前，不管是國內(nèi)還是國外對容錯(cuò)控制研究不是很多，并且存在的相關(guān)手段還不能有效的將上述兩種問題做好恰當(dāng)?shù)奶幚恚热魧⒉煌娜蒎e(cuò)控制手段有效的結(jié)合在一起，那么就不能讓系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性了。因此，相關(guān)人員為了將不確定項(xiàng)做好恰當(dāng)?shù)慕鉀Q，將系統(tǒng)分為以下兩種二階子系統(tǒng)：一種是負(fù)載側(cè)系統(tǒng)；另一種是電機(jī)側(cè)系統(tǒng)。就負(fù)載側(cè)子系統(tǒng)而言，相關(guān)人員可以使用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器（extendedstateobserver，ESO）的手段來對相應(yīng)的不確定項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的觀察，并且將相應(yīng)的信號融入到虛擬信號中，從而發(fā)揮相應(yīng)的指令。其次，相關(guān)人員可以在電機(jī)測子系統(tǒng)中對相關(guān)的觀測器做好合理的設(shè)計(jì)，可以時(shí)刻觀察到執(zhí)行器所存在的失效因子，然后使用滑模變結(jié)構(gòu)控制手段來對控制律進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，從而讓系統(tǒng)處于收斂的狀態(tài)。倘若相應(yīng)的執(zhí)行器某部分不能正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)人員可以采取恰當(dāng)?shù)氖侄蝸韺刂破髯龀稣{(diào)整，讓系統(tǒng)能夠達(dá)到跟蹤的效果；假如相應(yīng)的執(zhí)行器全部都不能正常運(yùn)行時(shí)，將控制律做好重構(gòu)工作，進(jìn)而能夠有效的減少問題對系統(tǒng)所帶來的干擾；最后，相關(guān)人員使用Lyapu-nov法對系統(tǒng)中的相應(yīng)部件做好詳細(xì)的分析，并且做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

2 基于自適應(yīng)滑模觀測測器的執(zhí)行器故障診斷

設(shè)計(jì)狀態(tài)變量x4j的觀測器為

（1）

式中：4j是x4j的觀測值， 是基于自適應(yīng)滑模觀測器的失效因子的估計(jì)， 為估計(jì)誤差， 為觀測器增益系數(shù)，l>0，S2為滑模面，定義為S2=x4j-4j，設(shè)計(jì)失效因子的自適應(yīng)律為

（2）

為增益系數(shù)，rj>0，則有如下定理：

定理2：對狀態(tài)變量x4j設(shè)計(jì)如式（1）所示的自適應(yīng)滑模觀測器，設(shè)計(jì)失效因子的自適應(yīng)律（2），當(dāng)滿足觀測器增益l>0，不確定項(xiàng)上界|w2j|

則有l(wèi)imt∞S2=0，故觀測誤差漸近收斂.證畢。

3 仿真（Simulation）

系統(tǒng)跟蹤幅值為1rad，周期為4s的正弦信號，首先考察對負(fù)載側(cè)非匹配不確定擾動(dòng)的抑制性能，引入的非匹配不確定項(xiàng)為基于Stribeck模型的摩擦力矩，系統(tǒng)最大位置跟蹤誤差為0.016rad，存在穩(wěn)態(tài)跟蹤誤差0.009rad；引入ESO和自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)后，系統(tǒng)最大位置跟蹤誤差僅為0.0036rad。對比結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制策略對非匹配不確定項(xiàng)具有良好的抑制效果。

為了更好地進(jìn)行容錯(cuò)控制的仿真研究，令系統(tǒng)的不確定項(xiàng)為零，4s時(shí)刻執(zhí)行器1發(fā)生部分失效故障，失效因子由1突變?yōu)?.5，在0.2s后自適應(yīng)滑模觀測器估計(jì)出失效因子的真值，控制信號u1自動(dòng)調(diào)整其增益，u2保持不變。執(zhí)行器發(fā)生故障后若不采取容錯(cuò)控制，并且位置誤差出現(xiàn)波動(dòng)，則峰值達(dá)到0.0052rad，見圖1；而采用了本文所設(shè)計(jì)的容錯(cuò)控制策略之后，系統(tǒng)性能和發(fā)生故障前基本保持一致，見圖2。

由以上仿真結(jié)果可知，本文所提的雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)容錯(cuò)控制策略對執(zhí)行器失效故障以及負(fù)載側(cè)非匹配不確定擾動(dòng)具有良好的魯棒性。

結(jié)束語

本篇文章主要對雙電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)伺服體系中存在的問題做好合理的分析，并且提出了容錯(cuò)控制的手段，與此同時(shí)也對負(fù)載側(cè)所產(chǎn)生的影響而進(jìn)行了充分的考慮，從而使用ESO的補(bǔ)償項(xiàng)來對該問題做出合理的控制。通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證明，所使用的控制手段能能夠給非匹配不確定項(xiàng)帶來很好的益處，倘若相應(yīng)的執(zhí)行器某部分不能正常運(yùn)行時(shí)，相關(guān)人員可以采取恰當(dāng)?shù)氖侄蝸韺刂破髯龀稣{(diào)整；假如相應(yīng)的執(zhí)行器全部都不能正常運(yùn)行時(shí)，將控制律做好重構(gòu)工作。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞 廣播發(fā)射機(jī) 功率開關(guān) 真空器件

中圖分類號：TN934.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.05.012

SW100F Shortwave Transmitter Typical Fault Analysis and Processing

XU Chi

（State Press and Publication Administration of Radio Qiliuyi Tai， Yong'an， Fujian 366000）

Abstract This paper introduces the control principle SW100F shortwave transmitter power switch PSM were discussed for the power switch control panel overcurrent faults and high-end level transmitter common cause of the failure and phenomena; at the same time， the vacuum device transmitter operation and maintenance described.

Key words broadcast transmitter; power switch; vacuum devices

0 前言

SW100F短波發(fā)射機(jī)是PSM系列短波發(fā)射機(jī)的一個(gè)機(jī)型。隨著PSM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，極大地提高了發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性。然而，在發(fā)射機(jī)實(shí)際運(yùn)維中，PSM功率開關(guān)控制板相對于其他器件的損壞比較頻繁，發(fā)射機(jī)高末級故障較容易出現(xiàn)是一個(gè)事實(shí)。這些狀況對于發(fā)射機(jī)運(yùn)維者來說，了解PSM功率開關(guān)控制板結(jié)構(gòu)、原理及各門限值;了解發(fā)射機(jī)高末級電路原理。既可快速對其中的元器件進(jìn)行檢測和更換，也可提高運(yùn)維者業(yè)務(wù)技能，達(dá)到快速排除故障。在此，筆者就工作中遇到的PSM功率開關(guān)板和發(fā)射機(jī)高末級常見故障進(jìn)行分析，對故障排查處理以及發(fā)射機(jī)真空器件的運(yùn)維進(jìn)行了論述。希望對此類故障的準(zhǔn)確定位和快速有效處理有所幫助。

1 SW100F短波發(fā)射機(jī)PSM開關(guān)管控制原理及典型故障分析

1.1 PSM開關(guān)管控制原理

SW100F短波發(fā)射機(jī)PSM開關(guān)管的控制信號是由如圖1所示電路引入它的門極。原理是當(dāng)某個(gè)PSM開關(guān)的合閘信號由電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺瑥亩ㄟ^光纜傳送到對應(yīng)的光電隔離管B4，B4受光導(dǎo)通輸出低電平引入D2/6、D2/5與12VB相連為高電平，兩者經(jīng)與非門輸出D2/4為1信號。這個(gè)1信號輸入到D2/13、D2/12在過載鎳絲不起作用時(shí)也是1信號，故兩者輸出D2/11為0信號。再經(jīng)過非門N9轉(zhuǎn)為1信號，即高電平，所以DC管門極得高電平觸發(fā)而導(dǎo)通。反之，當(dāng)上述PSM開關(guān)受拉閘信號控制時(shí)B4沒有光輸入，相應(yīng)DC管的門極輸入為低電平。

當(dāng)過載電流達(dá)到整定值時(shí)，鎳絲兩端的電壓降引入光電隔離管B3，從而使其二極管發(fā)光，并由所發(fā)之光促使它的三極管飽和導(dǎo)電。這樣B3的三極管集電極就由截止時(shí)的高電平轉(zhuǎn)為導(dǎo)電飽和時(shí)的低電平。這個(gè)低電平脈沖輸入到定時(shí)器D4/8，從而使D4/9輸出高電平。由圖1可知，此高電平經(jīng)三級非門轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑蚨箤?yīng)的DC管拉開，防范了過載事故。

1.2 開關(guān)管過流故障快速排查分析

由開關(guān)控制板檢測器送一個(gè)過流信號到圖1中B3，從而引起開關(guān)管DC管關(guān)閉，檢測器發(fā)出警告聲，表明過流保護(hù)正常。因此，通過檢測器可以檢測出開關(guān)管過流保護(hù)是否存在故障，并且可以在加電過流的情況下利用萬用表測出各個(gè)元器件的電平，通過這種方法，減少了檢修的復(fù)雜程度，在加電過流的情況下，利用萬用表測試控制小板的各個(gè)元器件的電位值與表1進(jìn)行對比，就可以很簡單的判斷出哪個(gè)元器件出了故障，并進(jìn)行更換。

表1 開關(guān)管門限表值

2 SW100F短波發(fā)射機(jī)高末故障分析和處理

2.1 故障原因：高末管柵陰碰極（或通地）

故障現(xiàn)象：燈絲升到正常以后，加偏壓，高末柵流反打，此時(shí)再加高壓則高末簾柵過荷。如果處于正在播音的情況下碰極，則其現(xiàn)象為掉高壓，高末簾柵過荷，高末柵流反打，柵壓極低，幾乎為零。

故障分析：發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)，高末級工作在丙類弱過壓狀態(tài)，柵極加有直流負(fù)偏壓，當(dāng)柵陰碰極時(shí)，則柵極和陰極同電位，電流方向與原正常相反，同時(shí)形成大電流，又因簾柵級的保護(hù)電流先于陽級進(jìn)行過荷保護(hù)，所以表現(xiàn)現(xiàn)象為高末柵流反打，高末簾柵過流引起保護(hù)，柵壓為零。

故障處理：在處理中應(yīng)注意區(qū)分是電子管碰極還是偏壓回路通地。首先斷開電子管的柵偏壓回路，加偏壓調(diào)試，如果故障現(xiàn)象依舊則是偏壓回路通地;如果故障現(xiàn)象消失則是電子管柵陰碰極。

電子管柵陰碰極需關(guān)機(jī)待風(fēng)水停后進(jìn)行換管。處理中應(yīng)對管座進(jìn)行檢查，防止因管座問題引起的誤操作，簧片變形的應(yīng)矯正，彈性不住的應(yīng)換新環(huán)，在換完電子管后應(yīng)對管座上各電極進(jìn)行測量，謹(jǐn)防安裝過程的次生故障的發(fā)生。

此類故障的常見處理方法：（1）電子管碰極，則按換高末管的操作規(guī)程進(jìn)行操作。（2）電子管管座短路，則按換管座的操作規(guī)程進(jìn)行操作。（3）柵極回路有通地點(diǎn)，則找出通地點(diǎn)并使其斷開。

2.2 故障原因：高末輸出T網(wǎng)絡(luò)電容C22、C23、C24擊穿

故障現(xiàn)象：播音中發(fā)射機(jī)保護(hù)掉高壓。降功率后加高壓功率表仍無指示。分別對M3、M4、M5進(jìn)行手動(dòng)調(diào)諧，觀察V2陽流表是否有反應(yīng)，雙指針功率表無指示，若無反應(yīng)這其對應(yīng)的電容擊穿，其中M3對應(yīng)C22，M4對應(yīng)C23，M5對應(yīng)C24.用點(diǎn)溫計(jì)對它們進(jìn)行測溫。按常規(guī)擊穿電容溫度過高。

故障分析：C22、C23、C24電容擊穿后，高末輸出回路處于失諧狀態(tài)，大電流直接通過電容到地，導(dǎo)致電容過熱，高末級無輸出功率。

故障處理：降功率后用分別用手動(dòng)調(diào)諧M3、M4和M5來區(qū)分擊穿電容位置或在發(fā)射機(jī)落高壓后用點(diǎn)溫計(jì)測量電容溫度。確定擊穿電容后，按照更換高末槽路電容的操作規(guī)程進(jìn)行操作。操作時(shí)務(wù)必注意電容的伺服位置是否在原對應(yīng)點(diǎn)上，堅(jiān)決防止伺服位置混亂。

2.3 故障原因：高末簾柵薄膜電容擊穿

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)出現(xiàn)高末簾柵流過流保護(hù)，掉高壓，高末柵流表出現(xiàn)瞬間突增。

故障分析：末級簾柵回路從簾柵電源輸出算起，包括以下器件：高頻線圈、簾柵泄放電阻、音頻調(diào)制電感、電壓和電流取樣、兩個(gè)穿心電容C18、C19;電感L7以及放點(diǎn)球、簾柵薄膜電容等。引起高末簾柵過流的原因很多，應(yīng)根據(jù)電路的特點(diǎn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。當(dāng)電流取樣電阻R2和R3阻值變大時(shí)也會(huì)引起高末簾柵過流保護(hù)。為了避免出現(xiàn)異常高電壓打到簾柵薄膜電容上，必須使簾柵放電球充分發(fā)揮作用，可以根據(jù)季節(jié)的變化來調(diào)整放電球的距離。

故障處理：通過故障現(xiàn)象可以判斷為高末簾柵薄膜電容擊穿或高末簾柵電源回路中存在通地點(diǎn)現(xiàn)象。為了快速判斷通地點(diǎn)，可以拆開末級機(jī)箱中簾柵電源的引線，并注意引線的懸空，用搖表或三用表與簾柵對地進(jìn)行測量，若阻值正常則為電源回路中有通地點(diǎn)，否則為高末簾柵薄膜電容擊穿，確定是高末簾柵級有通地現(xiàn)象，則拆下電子管，對簾柵薄膜電容進(jìn)行更換。

2.4 故障原因：高末電子管燈絲斷開

故障現(xiàn)象：加燈絲后燈絲正常指示燈不亮，高末管無燈絲電流;高末管無亮度，不發(fā)熱。

故障分析：高末燈絲開路，燈絲變壓器次級是空載電壓加到管子的內(nèi)外環(huán)間，沒有形成電流回路，內(nèi)外環(huán)間有燈絲電壓而無燈絲電流。判斷時(shí)應(yīng)同時(shí)測量電流和電壓，如只測電壓正常，可認(rèn)定燈絲檢測回路故障，將延長故障處理時(shí)間。

故障處理：關(guān)機(jī)待風(fēng)水停止后，按換高末管的操作規(guī)程進(jìn)行操作。

3 發(fā)射機(jī)真空器件的管理和使用

綜述以上故障可以看出，絕大部分都是電子管和電容的故障。在筆者工作的發(fā)射機(jī)房就2014年統(tǒng)計(jì)，處理了9次電子管故障和3次電容故障，占全部故障的52%。在除去真空器件本身的質(zhì)量問題外，如何減少真空器件的損壞，則需要重視真空器件的日常維護(hù)和使用。

本機(jī)房采用的高末電子管為：京東方的FU2054C和成都旭光的FU616C，它們都是大功率金屬陶瓷四級管，采用的是網(wǎng)狀釷鎢陰極、鼠籠型柵極、同軸電極結(jié)構(gòu)，陽極采用超蒸發(fā)冷卻方式，最高工作頻率150MHz，輸出功率可達(dá)100Kw。因此，如何保障真空器件的完好率是非常重要的。以下就真空器件的管理和維護(hù)談?wù)剛€(gè)人意見。

（1）真空器件運(yùn)管：在裝卸搬運(yùn)真空器件時(shí)需謹(jǐn)慎小心，盡量避免震動(dòng)、碰撞、傾斜、雨淋和腐蝕;存放的庫房的溫度保持在5～40℃，相對濕度不得高于80%。

（2）真空器件入庫：對新入庫的真空器件必須進(jìn)行認(rèn)真的查驗(yàn);仔細(xì)觀察其外表，看其表面是否存在氣泡、裂縫、沙點(diǎn)和機(jī)械損傷。同時(shí)使用歐姆表檢驗(yàn)燈絲是否通路，用2500V兆歐表檢查各級間絕緣電阻是否符合規(guī)定。除此以外還需要對真空器件進(jìn)行打壓檢驗(yàn)，測試其耐壓是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。打壓時(shí)需嚴(yán)格按照高壓試驗(yàn)操作卡片進(jìn)行，防止操作不當(dāng)造成損失。對于備用真空器件，需要每季都進(jìn)行打壓檢驗(yàn)，通過打壓使真空器件內(nèi)的氣體電離，提高真空器件的真空度和絕緣度，使其保持最好狀態(tài)。

（3）建立健全真空器件電子檔案：機(jī)房應(yīng)對每個(gè)真空器件建立檔案;這包括產(chǎn)品的合格證、質(zhì)量保證書以及真空器件的卡片，卡片包括器件型號、入庫時(shí)間、檢測記錄、測試人、責(zé)任人、上下機(jī)時(shí)間、使用時(shí)間等。通過建立檔案可更加方便、直觀地查看器件的試驗(yàn)參數(shù)、使用情況、上下機(jī)時(shí)間等。

（4）電子管的老練：對于新的電子管上機(jī)前必須經(jīng)過一系列試驗(yàn)性運(yùn)行既通常所指的（電子管老練）。老練的具體步驟是：電子管加燈絲電壓的30%運(yùn)行30分鐘;加燈絲電壓的60%運(yùn)行30分鐘;加全燈絲電壓運(yùn)行一小時(shí);發(fā)射機(jī)加全壓在載波狀態(tài)下運(yùn)行10～15分鐘;再加調(diào)試運(yùn)行5～10分鐘。通過老練可以使電子管的壽命大幅延長。按制度備份的電子管和存放在機(jī)房庫房的電子管都必須經(jīng)過老練試驗(yàn)，才能保證備份和庫房的電子管在緊急情況下能夠萬無一失地隨時(shí)啟用。

（5）真空器件的運(yùn)維：真空器件工作在高溫、高壓、高頻的環(huán)境中，極易吸附空氣中的粉塵、顆粒，這樣就會(huì)降低真空器件的耐壓程度，極間的阻值而造成器件的爬電、吱火，以至器件的損壞引發(fā)各類事故。因此需加強(qiáng)日常維護(hù)，檢修時(shí)對其進(jìn)行細(xì)心的擦拭，主要是對于面積較大的污物應(yīng)用稀釋肥皂水擦拭干凈，再用綢布沾酒精擦拭;對于個(gè)別污點(diǎn)，可先用橡皮擦輕擦去除，再用綢布沾酒精擦拭。

使用過程中，真空器件應(yīng)保證在良好和穩(wěn)定的工作狀態(tài)下運(yùn)行。如果長時(shí)間處在失諧狀態(tài)下運(yùn)行，一是加速器件的老化;二是極易損壞器件。因此。務(wù)必保證發(fā)射機(jī)運(yùn)行在正調(diào)諧點(diǎn)。此外，發(fā)射機(jī)中和電容沒調(diào)好或某些元件損壞變值，引起自激震蕩，產(chǎn)生異常高壓，造成器件的閃絡(luò)、極間打火、電容打火或漏氣，也可導(dǎo)致真空器件的損壞。所以，機(jī)器若有打火時(shí)應(yīng)盡快查明原因，及時(shí)處理，使機(jī)器處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，對于延長真空器件的使用壽命是極為有利的。

4 結(jié)束語

發(fā)射機(jī)運(yùn)維是一門科學(xué)，需要維護(hù)工作者養(yǎng)成勤學(xué)、勤記、勤實(shí)踐，業(yè)精于勤的作風(fēng)。本文是筆者在廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐中的一些體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)，由于水平有限存在不足在所難免，歡迎同行指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：大功率短波發(fā)射機(jī)；中和電容；技術(shù)改進(jìn)

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)步，對短波發(fā)射機(jī)的中和電容也提出了嚴(yán)格的要求，當(dāng)前大功率短波發(fā)射機(jī)的中和電容已經(jīng)不能夠有效的滿足中和調(diào)整的實(shí)際需求，在此種情況下，加強(qiáng)大功率短波發(fā)射機(jī)中和電容的技術(shù)改進(jìn)是大功率短波發(fā)射機(jī)發(fā)展的必然趨勢。

1 大功率短波發(fā)射機(jī)中和電容的重要性

選取2500kW短波發(fā)射機(jī)進(jìn)行分析，其中和電容主要是選用的型號為CTV4-18-0060的電容C16，在峰值的電壓值為60kVDC，該電容的一端與槽路中的電容C10相連接，而另外一端則與耦合電容C20相連接。

在使用這個(gè)電容表測量電容器的容量的過程中，測出的電容器的大小在14.3PF與65PF之間，與規(guī)定的數(shù)值相比，其容量會(huì)比較大。而且在長期的維護(hù)工作中，不同類型的發(fā)射機(jī)工作的頻率會(huì)相互影響，即便對于電容器中最小的容量，也存在互相影響造成中和的狀況。這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致短波發(fā)射機(jī)不能正常運(yùn)行的情況。為了解決這類問題，工作人員應(yīng)該按照科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，重新運(yùn)算測量過程中得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，以此確定中和情況下的電容量的變化數(shù)值范圍。之后，需要選取與之相匹配的真空電容，替代之前的中和電容，而且需要準(zhǔn)確地把中和電容的數(shù)值調(diào)節(jié)到最好的條件下，以此保證運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定工作。

綜合上述的數(shù)據(jù)分析能夠得出以下結(jié)論：功率為100kw的短波發(fā)射機(jī)在與功率為500kW的短波發(fā)射機(jī)發(fā)生中和條件后，其產(chǎn)生的電容能夠持續(xù)、穩(wěn)定地工作。

2 中和電容容量值的計(jì)算

2.1 計(jì)算100kW短波發(fā)射機(jī)中和電容的容量值

100kW短波發(fā)射機(jī)中的燈絲旁路電容的具體值為6800PF，燈絲薄膜電容的具體值則分別為12.37nF、12.26nF，鍋電容具體值設(shè)定為1800PF，而應(yīng)用的簾柵薄膜，其電容的具體容量值為23.27nF，同時(shí)，板形穿芯的電容容量值則設(shè)定為1500nF。在進(jìn)行100kW短波發(fā)射機(jī)中和電容的容量值計(jì)算的過程中，還需要對可調(diào)鋁板式的中和電容容量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)需要確定電子管的應(yīng)用型號，嚴(yán)格的依據(jù)廠家生產(chǎn)時(shí)所提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出中和電容容量范圍。

另外，高頻時(shí)，簾柵極引線感抗抵消了C31的部分容抗，使C31增大，當(dāng)工作頻率等于C31與引線電感的串聯(lián)諧振頻率時(shí)，C31趨于無窮大，此時(shí)C1'≈0。

DF100A型短波發(fā)射機(jī)中和電容C34的容量范圍大約為7.9pF-10.21pF。隔直耦合電容C35因其容量較C34大的多，均在1000-1300pF之間，它對中和電容容量范圍的計(jì)算可以忽略不計(jì)，視為短路即可。

2.2 500kW短波發(fā)射機(jī)中和電容容量范圍計(jì)算

設(shè)定1、Ck2、Ck3、Ck4、Ck5、Ck6、Ck7、Ck8為燈絲旁路電容，容量均為6800pF；C20為隔直耦合電容，容量為2200pF；C6為簾柵薄膜電容，容量為18000pF，實(shí)測為12690pF；C10為穿芯水冷電容，既是前級槽路電容，也是中和電路的組成部分，其容量圖紙給定為2000pF，實(shí)測為2080pF；C16為真空可調(diào)中和電容，型號為CTV4-18-0060，容量范圍為14.2-63pF，峰值試驗(yàn)電壓60kVDC；Cin為末級電子管TH-558柵極輸入電容。

420C型號的5000千瓦發(fā)射器是利用短波頻率，其中可調(diào)節(jié)C16電容可調(diào)節(jié)量約為8-17pF，因?yàn)轳詈螩20比調(diào)節(jié)電容C16的電容量大很多，C20在2000pF以上所以在電路中中和電容的效果特寫小，可以被忽略，因此可看做C20短路。

因?yàn)樵谡{(diào)節(jié)電容C16在最小值時(shí)，發(fā)射器仍然處于過中和的狀態(tài)，所以會(huì)引發(fā)發(fā)射機(jī)過載荷，設(shè)備的可靠性變差。因此采用兩值C16串聯(lián)使用，滿足發(fā)射機(jī)的17兆赫茲的中和要求，這樣設(shè)備可以正常工作，運(yùn)行良好，正常工作。串聯(lián)中C16為9皮法，但是最小容量為14.2皮法，還是不能滿足發(fā)射高頻率中和調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)。

3 大功率短波發(fā)射機(jī)中和電容的技術(shù)改進(jìn)方式

3.1 針對可調(diào)電容實(shí)施選型處理

通過對可調(diào)電容容量值進(jìn)行精準(zhǔn)性計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)在對100kW短波發(fā)射機(jī)進(jìn)行可調(diào)真空電容的選型過程中，以DF100A型為標(biāo)準(zhǔn)，并確保其中和電容為C34，并將中和電容的實(shí)際容量范圍控制在合理范圍內(nèi)，以保證大功率短波發(fā)射機(jī)的有效應(yīng)用。而500kW420C型短波發(fā)射機(jī)的中和電容值與DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)相比存在一定差異性，其容量值范圍主要集中在8.1PF-17.5PF范圍內(nèi)。

短波發(fā)射器的瓦數(shù)通常為550kW，選用這種短波發(fā)射器其應(yīng)該注意電容的變化，否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械的短路，因此，應(yīng)盡量選擇固定電容量值穩(wěn)定在8.1PF-17.5PF的420C型的中和電容。再通過計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，然后可得出相應(yīng)的結(jié)論，上述的兩種電容起實(shí)際型號是不同的，但是其容量值均可穩(wěn)定在一定的范圍之內(nèi)。這在一定程度上提供給了生產(chǎn)廠家以一定的借鑒，因此在生產(chǎn)廠家其實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)電容機(jī)的時(shí)候，就可以選用100kW和500kW的短波發(fā)射機(jī)，在這種發(fā)射機(jī)的要求下，進(jìn)行其的電容替代品的制作，而在這種要求下所制成的電容替代品的型號搞好可以使其中和電容的容定量穩(wěn)定在4-16PF，處于這一容定量的電容替代品的抗壓性比較高，因此其相對于正常的電容替代品來說就可以承受更高的電壓。

3.2 100kW發(fā)射機(jī)的安裝及使用效果

100kW短波發(fā)射機(jī)安裝此可調(diào)中和電容時(shí)，可同時(shí)將該機(jī)型易損部件C33由板形穿芯電容更換為筒形高頻瓷材料的穿芯電容，可調(diào)中和電容C34其一端用銅帶與C33相連，另一端用隔直耦合電容C35的褲腰帶壓住連接銅帶，該電容已于2009年10月26日在一部100kW短波機(jī)使用，調(diào)整方便，效果良好；改用筒形高頻瓷材料穿芯電容后，解決了C33易損壞的故障。100kW短波發(fā)射機(jī)中和調(diào)整合適時(shí)，微調(diào)前級，末級表值不變，調(diào)諧末級，前級陰流變化小于0.02A。

結(jié)束語

短波發(fā)射機(jī)的維護(hù)，中和調(diào)整好與否，直接影響發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。改進(jìn)后的可調(diào)真空電容可做為100kW及500kW短波發(fā)射機(jī)的通用件，便于中和調(diào)整，消除了故障隱患，設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]田進(jìn).短波波段高功率固態(tài)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（14）.

篇6

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料 氫氧化鎳 活性炭

1、前言

隨著人口增長和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源枯竭成為迫切的問題。鎳/活性炭成為極具前景的電極材料。活性炭的高比表面積可進(jìn)行電極/溶液界面雙電層儲(chǔ)存電荷儲(chǔ)能[1]，同時(shí)阻止Ni（OH）2顆粒的團(tuán)聚[2]，本文采用沉淀法制備Ni（OH）2/AC復(fù)合材料。

2、實(shí)驗(yàn)

2.1 試劑

吐溫-80（成都市科龍化工試劑廠）、草酸鈉（成都市科龍化工試劑廠）、六水合硝酸鎳（成都市科龍化工試劑廠）、氫氧化鈉（川東化工）。

2.2 Ni（OH）2/AC材料的制備

將活性炭于鹽酸中浸泡48h。去離子水煮沸10min，抽濾洗滌，真空110℃干燥12h，密封備用。硝酸鎳和草酸鈉各0.1mol分別溶于100ml去離子水，攪拌混合，70℃水浴30min。加入吐溫-80表面活性劑攪拌30min，加入2g活性炭，加NaOH維持pH值，60℃攪拌1h。抽濾，乙醇、去離子洗。110℃真空干燥，得Ni（OH）2/AC材料。

2.3 樣品測試

日本津島XRD-6000對樣品進(jìn)行X射線衍射檢測，BET測試用V-Sorb 2008P比表面積孔徑分析儀。

2.4 樣品電化學(xué)測試

將聚四氟乙烯、石墨、電極原料按1：1：8的質(zhì)量比混合研磨，均勻涂覆在泡沫鎳上，壓片，120℃真空干燥10h，蠟封。

用天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司的LK2006A型電化學(xué)工作站進(jìn)行循環(huán)伏安測試，采用三電極體系，對電極為鉑電極，參比電極用甘汞電極，電解液為6mol/L KOH溶液。

3、結(jié)果與討論

3.1 粒度分析

對沉淀法制備氫氧化鎳過程中影響顆粒大小的因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)探究。用激光粒度分析儀對Ni（OH）2比表面積分析，結(jié)果如表1所示。

可知表面活性劑濃度、反應(yīng)液PH值、轉(zhuǎn)化溫度對Ni（OH）2比表面積的影響依次減小。

3.2 X射線衍射圖譜（XRD）

Ni（OH）2/AC的XRD圖譜在2θ為18.8°、33.02°、38.20°分別對應(yīng)β-Ni（OH）2的（001）、（100）和（101）特征衍射峰。在2θ角25.6°（002）和42.6°（101）為活性炭典型的亂層碳衍射峰。因此，所制備的材料為Ni（OH）2/AC復(fù)合材料。

3.3 比表面積分析（BET）

負(fù)載前后活性炭的比表面積降低很多，可能是Ni（OH）2負(fù)載量過大，降低了活性炭比表面積。由于Ni（OH）2粒徑小，表面能較高，更容易發(fā)生團(tuán)聚。

3.4 循環(huán)伏安測試

由表3可知，盡管Ni（OH）2/AC復(fù)合材料的比電容高于純活性碳電極，但活性炭的孔被Ni（OH）2堵塞，導(dǎo)致電容的損失。

從圖2和表4知，隨著掃描速度的增加，電容和比電容都有所增加。

4、結(jié)論

（1）表面活性劑濃度、反應(yīng)液PH值、轉(zhuǎn)化溫度對氫氧化鎳比表面積的影響依次減小。

（2） Ni（OH）2/AC復(fù)合電極片的電容和比電容比純活性炭電極片的電容和比電容要高；隨著掃描速度的增加，電容和比電容相應(yīng)都有所增加。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：多斷口真空斷路器；靜動(dòng)態(tài)電壓分布；模塊化

中圖分類號：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-2374（2014）03-0059-02

在我國當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中，針對110kV電壓等級以上的電力系統(tǒng)運(yùn)行而言，多以SF6型斷路器為主。基于電力系統(tǒng)環(huán)保要求的進(jìn)一步嚴(yán)格與具體，未來期間SF6型斷路器的應(yīng)用將受到很大程度上的限制。積極展開對可替代SF6型斷路器的環(huán)保型高壓斷路器研究工作備受各方關(guān)注與重視，本文即圍繞該問題展開分析與探討。

1 模塊化三斷口真空斷路器模型

在構(gòu)建具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器單元有限元分析模型的過程當(dāng)中，需要考慮的計(jì)算對象包括環(huán)氧絕緣筒部件、瓷套部件、屏蔽罩部件、外絕緣傘群部件、以及動(dòng)靜觸頭部件等多個(gè)方面。對于具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器而言，觸頭涉及到動(dòng)式觸頭、以及靜式觸頭這兩種類型，所對應(yīng)的材料主要為銅鉻合金，而具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器屏蔽罩所對應(yīng)的材料則主要為鋼鐵。在該模塊化三斷口真空斷路器單元有限元分析模型當(dāng)中，介電常數(shù)的取值均為1.0。

同時(shí)，在基于對串聯(lián)結(jié)構(gòu)樣機(jī)單臂試驗(yàn)以及三相樣機(jī)基本情況分析的基礎(chǔ)之上，該計(jì)算模型包括以下幾種工況：A模型，指不帶底部支架條件下所對應(yīng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)樣機(jī)單臂模型；B模型，指帶底部支架條件下所對應(yīng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)樣機(jī)單臂模型；C模型，指帶底部支架條件下所對應(yīng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)樣機(jī)雙臂模型；D模型，指帶底部支架條件下所對應(yīng)的三項(xiàng)樣機(jī)模型。

2 電位分布計(jì)算

建立在該分析模型的基礎(chǔ)之上，通過仿真計(jì)算的方式分析可知：對于帶有底部支架的串聯(lián)樣機(jī)單臂模型而言，與之相對應(yīng)的斷路器電位分布計(jì)算示意圖如下圖所示（見圖1）。

圖1 斷路器電位分布計(jì)算示意

結(jié)合圖1中的數(shù)據(jù)信息不難發(fā)現(xiàn)：對于按照前文所述方式所布置的模塊化三斷口真空的管路器而言，在按照“U”字型形態(tài)布置的情況下，上側(cè)觸頭/下側(cè)觸頭，觸頭/屏蔽罩間隔區(qū)間內(nèi)的電壓水平呈現(xiàn)出了較為顯著的變化趨勢。且圖1中還顯示，斷口變化最為顯著的區(qū)域表現(xiàn)為：上側(cè)觸頭/下側(cè)觸頭。該研究結(jié)果提示：上側(cè)觸頭/下側(cè)觸頭對應(yīng)區(qū)域范圍內(nèi)具有較大的場強(qiáng)特性。根據(jù)圖1中所反映的電位分布特征，可得到如下表（見表1）所示的斷口分壓比數(shù)據(jù)示意表。

結(jié)合表1中所提示的數(shù)據(jù)信息可知：三斷口真空斷路器所對應(yīng)的斷口表現(xiàn)出了嚴(yán)重比例失調(diào)的電壓分布特征。其中，高壓端斷口所對應(yīng)的分壓水平達(dá)到了67.18%比例（占總分壓比比例）以上，該數(shù)據(jù)主要提示：雜散電容會(huì)對本區(qū)范圍內(nèi)的靜態(tài)分壓產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響。不但如此，此區(qū)段內(nèi)所生成的雜散電容也有可能對瞬態(tài)恢復(fù)電壓的分布情況產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響。從這一角度上來說，為了能夠最大限度的保障電壓分布的合理與可靠，就需要通過引入均壓處理措施的方式，改善斷口對應(yīng)電壓分布水平。同時(shí)，根據(jù)表1中對四類模型斷口分壓比數(shù)據(jù)的分析：串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器斷口區(qū)段對應(yīng)電位分布相互之間的影響水平并不顯著。與此同時(shí)，相對于整體模型而言，不帶底部支架的串聯(lián)樣機(jī)單臂模型差異較小，所計(jì)算數(shù)據(jù)精確可靠。綜合上述分析可知：在有關(guān)具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器所對應(yīng)電位分布計(jì)算的實(shí)施過程當(dāng)中，不需要安裝支架，可保障計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠。

3 真空滅弧室內(nèi)電場分布計(jì)算

在本文所假定的具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器計(jì)算模型當(dāng)中，所對應(yīng)的外邊界尺寸量級標(biāo)準(zhǔn)為10.0m，而屏蔽罩厚度對應(yīng)的尺寸量級標(biāo)準(zhǔn)為mm。由此可知，整個(gè)具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器計(jì)算模型結(jié)構(gòu)實(shí)體尺寸存在比較大的差異性。為避免因真空滅弧室內(nèi)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜因素影響而對電場分布計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生不良的影響，就需要通過引入基于子模型計(jì)算方法的方式，確保所獲取電場分布數(shù)據(jù)的可靠。通過仿真計(jì)算的方式分析可知：對于帶有底部支架的串聯(lián)樣機(jī)單臂模型而言，與之相對應(yīng)的真空滅弧室內(nèi)電場分布計(jì)算示意圖如下圖所示（見圖2）。

圖2 真空滅弧室內(nèi)電場分布計(jì)算示意圖

結(jié)合圖1中的數(shù)據(jù)信息不難發(fā)現(xiàn)：在以1.0V為單位的運(yùn)行電壓條件作用之下，高壓段斷口、中間段斷口、以及低壓段斷口觸頭表面所對應(yīng)的場強(qiáng)計(jì)算max數(shù)值分別取值為73.71，23.85，13.98（單位：V/m）。在此基礎(chǔ)之上，對于屏蔽罩而言，與上述運(yùn)行工況相對應(yīng)的場強(qiáng)計(jì)算max數(shù)值分別取值為69.81，22.56，13.24（單位：V/m）。結(jié)合以上數(shù)據(jù)可知：對于所假定的具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器而言，單元所對應(yīng)場強(qiáng)max數(shù)值均出現(xiàn)在觸頭表面的圓弧位置，其次為屏蔽罩梁端圓弧與直線呈相切關(guān)系的區(qū)域內(nèi)。這一研究結(jié)果提示：在有關(guān)具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器所對應(yīng)的電場分布計(jì)算過程當(dāng)中，滅弧室設(shè)計(jì)期間，需要特別注意觸頭表面圓弧區(qū)域以及屏蔽罩圓弧區(qū)域的安全處理工作。

4 結(jié)語

本文針對具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器靜動(dòng)態(tài)電壓分布特性展開了詳細(xì)分析與探討，通過對電位分布的計(jì)算以及對真空滅弧室內(nèi)電場分布的計(jì)算分析得出如下結(jié)論：第一，雜散電容會(huì)對本區(qū)范圍內(nèi)的靜態(tài)分壓以及瞬態(tài)恢復(fù)電壓的分布情況產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響，有關(guān)此工況下靜態(tài)、動(dòng)態(tài)分壓的差異需要相關(guān)人員展開進(jìn)一步的分析與探討；第二，滅弧室設(shè)計(jì)期間，需要特別注意觸頭表面圓弧區(qū)域以及屏蔽罩圓弧區(qū)域的安全處理工作；第三，在有關(guān)具有串并聯(lián)結(jié)構(gòu)模塊化多斷口真空斷路器所對應(yīng)電位分布計(jì)算的實(shí)施過程當(dāng)中，不需要安裝支架，可保障計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠，有關(guān)上述問題的分析與研究希望能夠作用于實(shí)踐，為后續(xù)有關(guān)環(huán)保型高壓真空斷路器相關(guān)問題的研究提供一定程度上的指導(dǎo)與

參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 張華贏，楊蘭均，李良書，等.投切電容器組專用真空斷路器性能研究[J].電力電容器與無功補(bǔ)償，2011，（3）.

[2] 吳高波，阮江軍，黃道春，等.126kV模塊化三斷口真空斷路器靜、動(dòng)態(tài)均壓設(shè)計(jì)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，（19）.

篇8

關(guān)鍵詞：微機(jī)控制；消弧線圈；自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償

對于不同電壓等級的電力系統(tǒng)，其中性點(diǎn)的接地方式是不同的，我國6～66KV配電系統(tǒng)中主要采用小電流接地運(yùn)行方式。在小電流接地系統(tǒng)中如果發(fā)生單相接地故障時(shí)，其非接地相的相電壓將升高至線電壓。如果是不穩(wěn)定的電弧接地故障，其過電壓值可達(dá)三倍以上。

由于我公司6KV井下供電線路的不斷延伸，使得供電系統(tǒng)的接地電容電流不斷增大，日常我公司6KV供電系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段母線并列運(yùn)行，Ⅲ、Ⅳ段母線并列運(yùn)行，其中6KVⅠ、Ⅱ段線路接地電容電流已達(dá)85A，6KVⅢ、Ⅳ段線路接地電容電流也已達(dá)83A。為了減小接地電容電流，有效防止系統(tǒng)弧光接地，提高供電質(zhì)量，按照國家對過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范新規(guī)程規(guī)定，電網(wǎng)電容電流超過10A時(shí)，均應(yīng)安裝消弧線圈裝置。

消弧線圈裝置自應(yīng)用于電力系統(tǒng)以來，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，也有了較大的發(fā)展。目前國內(nèi)生產(chǎn)的消弧線圈裝置主要有以下幾種：調(diào)隙式消弧線圈裝置、調(diào)匝式消弧線圈裝置、調(diào)勵(lì)磁式消弧線圈裝置等。以上幾種裝置均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤調(diào)諧，但還有其不足之處。如調(diào)節(jié)速度慢、故障率高、容易引入諧振源、二次系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不足之處。同時(shí)由于上述各裝置均采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，其運(yùn)行可靠性不高，且信息記憶和管理功能差。

電力系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障后，如何準(zhǔn)確地選出接地線路一直是個(gè)難題，尤其是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)更為困難。因此，高壓電網(wǎng)接地故障后，如何快速準(zhǔn)確地選出接地線路也是上述各裝置無法解決的難題。

我公司使用的ACHC系列調(diào)容式消弧線圈裝置采用先進(jìn)的PC104工控機(jī)系統(tǒng)，總線式結(jié)構(gòu)，彩色液晶屏漢字顯示，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、顯示直觀，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)具有完善的參數(shù)設(shè)置及信息查詢功能。該系統(tǒng)克服了以前各消弧線圈裝置調(diào)節(jié)范圍小的缺陷，能夠進(jìn)行全面調(diào)節(jié)。該裝置采用調(diào)節(jié)殘流法和有功功率法等先進(jìn)算法，對高壓接地線路進(jìn)行選線，選線準(zhǔn)確、迅速。

1 工作原理

消弧線圈是一個(gè)裝設(shè)于配電網(wǎng)中性點(diǎn)的可調(diào)電感線圈，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線圈的作用是提供一個(gè)電感電流，補(bǔ)償單相接地的電容電流，使電容電流減小到規(guī)定值以下；同時(shí)，也使得故障相接地電弧兩端的恢復(fù)電壓速度降低，達(dá)到自動(dòng)熄滅電弧的目的。本成套裝置為調(diào)容式消弧線圈裝置，首先根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式及發(fā)展情況，確定消弧線圈在過補(bǔ)償條件下的額定容量，即可確定在接地故障時(shí)可提供的電感電流。增設(shè)消弧線圈二次電容負(fù)荷繞組，同時(shí)在該消弧線圈的二次繞組上并聯(lián)若干組（一般為四至五組）低壓電容器，通過控制器控制真空開關(guān)或反并聯(lián)晶閘管的通斷組合來控制二次電容器投入的數(shù)量，來調(diào)節(jié)消弧線圈二次容抗的大小，從而改變消弧線圈一次側(cè)電感電流的大小，即調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流的大小。

2 裝置總體構(gòu)成

該裝置由接地變壓器、調(diào)容式消弧線圈、電容調(diào)節(jié)柜、微機(jī)控制器、阻尼電阻箱等構(gòu)成，總體構(gòu)成圖如（圖二）：

2.1 接地變壓器

消弧線圈系統(tǒng)在接入時(shí)必須有電源中性點(diǎn)，在其中性點(diǎn)上接入消弧線圈。接地變壓器的作用是在電力系統(tǒng)為型接線或Y型接線中性點(diǎn)未引出時(shí)，用接地變壓器構(gòu)造成系統(tǒng)中性點(diǎn)。

接地變壓器采用Z型接線的變壓器，即ZN，yn11連接的變壓器。由于變壓器高壓側(cè)采用Z型接線，每相繞組由兩段組成，并分別位于不同相的兩鐵心柱上，兩段線圈反極性連接，兩相繞組產(chǎn)生的零序磁通相互抵消，故零序阻抗很低，同時(shí)空載損耗也非常小，變壓器容量可以100%被利用。用普通變壓器帶消弧線圈時(shí)，消弧線圈容量不超過變壓器容量的20%，而Z型變壓器則可帶90%～100%容量的消弧線圈，可以節(jié)省投資。

接地變壓器除可以帶消弧線圈外，也可帶二次負(fù)載，代替站用變。在帶二次負(fù)載時(shí)，接地變壓器的一次容量應(yīng)為消弧線圈與二次負(fù)載容量之和；接地變壓器不帶二次負(fù)荷時(shí)，接地變壓器容量等于消弧線圈容量。

2.2 調(diào)容式消弧線圈

調(diào)容式消弧線圈與普通消弧線圈的區(qū)別，主要是在增設(shè)消弧線圈的二次電容負(fù)荷繞組，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。N1為主繞組，N2為二次繞

（上接121頁）組，在二次側(cè)并聯(lián)若干組用真空開關(guān)或晶閘管通斷的電容器，用來調(diào)節(jié)二次側(cè)電容的容抗值。根據(jù)阻抗折算原理，調(diào)節(jié)二次側(cè)容抗值，即可以達(dá)到改變一次側(cè)電感電流的要求。電容值的大小及組數(shù)有多種不同排列組合，以滿足調(diào)節(jié)范圍和精度的要求。（圖三）

2.3 電容控制柜

電容控制柜由電容器、真空開關(guān)（或晶閘管）等構(gòu)成。控制器根據(jù)對電網(wǎng)對地電容電流的采樣，自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)二次側(cè)電容器的容量，從而自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的單相接地電流。

電容控制柜內(nèi)裝有若干只電容器，容量配置比例為：C1：C2：C3：C4：C5：……=1：2：4：8：16：……。根據(jù)二進(jìn)制組合原理，4只電容有16種組合，即實(shí)現(xiàn)16種調(diào)節(jié)；5只電容有32種組合，即實(shí)現(xiàn)32種調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)開關(guān)采用真空開關(guān)（或大功率雙向晶閘管），調(diào)節(jié)速度快。電容器選用自愈式電容器，額定電壓為1000V。

2.4 阻尼電阻箱

在自動(dòng)跟蹤消弧線圈中，調(diào)節(jié)精度較高，殘流較小，接近諧振點(diǎn)運(yùn)行，為防止產(chǎn)生串聯(lián)諧振過電壓，在消弧線圈接地回路中串接了阻尼電阻。從而確保系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)位移電壓不超過15%相電壓。

阻尼電阻選用抗高溫且性能優(yōu)良的不銹鋼電阻，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)將該阻尼電阻短接，以免燒毀阻尼電阻；當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，斷開阻尼電阻短接觸點(diǎn)，使阻尼電阻正常串接消弧線圈回路中，否則系統(tǒng)有可能因失去阻尼電阻而出現(xiàn)諧振過電壓。

2.5 接地選線單元

接地選線單元集成于控制器內(nèi)，選線線路最大為42路。設(shè)有三種選線方法，即 “有功功率法”、“調(diào)節(jié)殘流法”及“有功功率法+調(diào)節(jié)殘流法”。

①有功率法：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地線路的零序功率中包含有消弧線圈、接地變壓器銅損、鐵損及系統(tǒng)對地絕緣電阻所產(chǎn)生的有功功率；非接地線路零序功率中只包含自身產(chǎn)生的有功功率，兩者相差很大，可判別有功功率較大的為接地線路。

②調(diào)節(jié)殘流法：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，首先采集各線路的零序電流，并記錄下來；然后控制消弧線圈改變一檔，再把各線路的零序電流采集一遍，也記錄下來，同時(shí)求出各消弧線圈在調(diào)檔前后零序電流的變化量。因?yàn)榉墙拥鼐€路的零序電流在調(diào)檔前后無明顯變化，而接地線路的零序電流變化量為調(diào)檔前后電感電流的調(diào)節(jié)值，所以零序電流變化量最大者即判為接地線路。

③有功功率法+調(diào)節(jié)殘流法：

該選線采用有功功率及殘流變化量為綜合判據(jù)，對接地線路進(jìn)行判斷選線。由于該方法集成了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，所以選線更為準(zhǔn)確。

3 該系統(tǒng)日常維護(hù)的幾個(gè)要點(diǎn)

篇9

電容放電是因?yàn)閮山饘匐姌O間的介質(zhì)沒有完全絕緣。理論的絕緣是在真空情況下進(jìn)行的，不會(huì)放電，但在實(shí)際情況下，任何物體都有一定的導(dǎo)電能力，比如說空氣，干燥的空氣，導(dǎo)電能力較差，絕緣能力強(qiáng)，但現(xiàn)實(shí)生活中，空氣中很難做到干燥，所以很容易出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

電容：即電容器容納電荷的本領(lǐng)。

電容器：是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓時(shí)，電極上就會(huì)存儲(chǔ)電荷，所以電容器是儲(chǔ)能元件。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

【關(guān)鍵詞】內(nèi)部過電壓；危害；分析

一、操作過電壓

在中壓配電網(wǎng)中，操作過電壓主要包括：開關(guān)開斷電容器組產(chǎn)生的操作過電壓，開關(guān)關(guān)合和開斷旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器、電抗器等感性負(fù)載產(chǎn)生的操作過電壓。下面詳細(xì)敘述這兩種過電壓的產(chǎn)生與采取的限制措施。

1．開關(guān)開斷電容器組產(chǎn)生的操作過電壓。開關(guān)在開斷電容器組這種容性負(fù)載時(shí)，總有―相率先過零熄弧(假設(shè)為A相)，此時(shí)會(huì)有一個(gè)接近幅值的相電壓殘留在電容器端。由于B、C相的存在，中性點(diǎn)出現(xiàn)位移，10ms后開關(guān)A相觸頭的恢復(fù)電壓可達(dá)2．5Uphmax(最高運(yùn)行相電壓幅值)，而此時(shí)可能出現(xiàn)B相、C相不能開斷的情況。如果C相不能開斷，恢復(fù)電壓最大可達(dá)4．1Uphmax，若此時(shí)開關(guān)觸頭發(fā)生重燃相當(dāng)于一次合閘，使電容器組重新獲得能量。電壓波產(chǎn)生振蕩，在電容器端部、極間和中性點(diǎn)上都會(huì)出現(xiàn)較高的過電壓，過電壓幅值會(huì)隨著重燃次數(shù)增加而遞增。這種過電壓具有明顯的隨機(jī)性，與諸多因素有關(guān)，符合正態(tài)分布規(guī)律。但是，只要開關(guān)不發(fā)生重燃，這種過電壓將不會(huì)超過關(guān)合時(shí)的過電壓。

2．真空開關(guān)在關(guān)合和開斷感性負(fù)載產(chǎn)生的操作過電壓。感性負(fù)載包括高壓電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器等，真空開關(guān)在關(guān)合和開斷感性負(fù)載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生操作過電壓。(1)真空開關(guān)“開斷”感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的操作過電壓。真空開關(guān)具有較強(qiáng)的熄弧能力，不需要等待電流過零熄弧，而是在電流過零之前幾安培或者l0―20A就可以將電流突然截?cái)啵瑥?qiáng)制熄弧。而這一截流現(xiàn)象，卻引發(fā)了截流過電壓的產(chǎn)生，甚至繼而引發(fā)多次重燃過電壓和三相同時(shí)開斷過電壓；(2)真空開關(guān)在“關(guān)合”感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的操作過電壓。真空開關(guān)在“關(guān)合”時(shí)出會(huì)出現(xiàn)類似“開斷”過程的過電壓，主要原因是開關(guān)在關(guān)合過程中有“彈跳”現(xiàn)象，觸頭接通后又分開，多次的“彈跳”相當(dāng)于經(jīng)歷了多次的開斷。有統(tǒng)計(jì)表明，關(guān)合過電壓出現(xiàn)的次數(shù)要大于開斷低電壓出現(xiàn)的次數(shù)。

二、單相接地過電壓

在中性點(diǎn)不接地的l0kv中壓配電網(wǎng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，會(huì)使中性點(diǎn)產(chǎn)生位移，使全相上出現(xiàn)較高的工頻過電壓，其幅值與中性點(diǎn)接地方式有關(guān)，最大幅值可達(dá)到倍。單相接地引起的工頻電壓升高，雖然幅值不算太高，但它容易誘發(fā)其他操作過電壓，會(huì)使操作過電壓的幅值提高。

在中性點(diǎn)不接地中壓系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地時(shí)流過故障點(diǎn)的電流為電容電流。因?yàn)殡娙蓦娏鞯南嘟浅半娫措妷?0°，當(dāng)電容電流過零時(shí)，故障點(diǎn)的電弧熄滅，而此時(shí)故障點(diǎn)的電壓正好為最大值，如果接地電容電流較大，有可能使故障點(diǎn)剛剛自熄的電弧又重新點(diǎn)燃，線路上的電荷重新分配，對地電壓再次發(fā)生驟變。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)中壓網(wǎng)絡(luò)的電容電流超過10A，接地電弧不易自行熄滅，常形成過零熄狐，接著又重燃，即出現(xiàn)交替再熄再燃的間歇性電弧。因而導(dǎo)致電磁能的強(qiáng)烈震蕩，故障相、非故障相和中性點(diǎn)都產(chǎn)生過電壓。這種過電壓一般不超過3．0Uph(最高運(yùn)行相電壓)，一般低于設(shè)備絕緣的耐受水平。但它持續(xù)時(shí)間長、能量大，極易發(fā)展成為相間故障，有時(shí)造成斷路器的異相開斷，有時(shí)對絕緣較弱的旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成威脅，有時(shí)會(huì)使無串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器損壞。

三、諧振過電壓

電網(wǎng)中的電感、電容元件，在一定電源的作用下，并受到操作或故障的激發(fā)，使得某一自由振蕩頻率與外加強(qiáng)迫頻率相等，形成周期性或準(zhǔn)周期性的劇烈振蕩，出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，電壓幅值急劇上升，即產(chǎn)生諧振過電壓。

(1)線性諧振是指參與諧振的各電參量均為線性，電感參數(shù)為常數(shù)，不隨電壓或電流的變化而變化。電感元件為不帶鐵芯或帶有氣隙的鐵芯，并與電容元件組成串聯(lián)諧振回路。諧振一般發(fā)生在電網(wǎng)自振頻率與電源頻率相等或相近時(shí)。對于中壓配電網(wǎng)，這種線性諧振較多發(fā)生在消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)或表現(xiàn)為某些傳遞過電壓的諧振等。消弧線圈網(wǎng)絡(luò)在全補(bǔ)償運(yùn)行狀態(tài)(脫諧度v=0)，當(dāng)發(fā)生單相接地網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)零序電壓時(shí)，便發(fā)生消弧線圈與導(dǎo)線對地電容的串聯(lián)線性諧振，這種諧振將會(huì)使中性點(diǎn)位移達(dá)0．5Uph。

(2)非線性諧振一般指由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統(tǒng)的電容元件組成諧振回路，因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象，電感參數(shù)不再為常數(shù)，而是隨著電流或磁通的變化而變化。在一定的情況下可自激產(chǎn)生，但大多數(shù)需要外部激發(fā)條件，它可突然產(chǎn)生或消失，當(dāng)激發(fā)消除后常能自保持。激發(fā)條件主要有；電圈斷線、斷路器非全相動(dòng)作，熔斷據(jù)一相或兩相熔斷等原因造成非全相運(yùn)行，更多的是在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中。電壓互感器突然合閘使一相或兩相繞組出現(xiàn)涌流，線路單相弧光接地出現(xiàn)暫態(tài)涌流等原因，使電磁式電壓互感器三相電感程度不同地產(chǎn)生嚴(yán)重飽和，形成三相或單相共振回路，激發(fā)各次諧波諧振過電壓。

諧振過電壓時(shí)間長、能量大，可使電網(wǎng)中性點(diǎn)位移，絕緣閃絡(luò)，電壓互感器熔斷器熔斷，電壓互感器過熱爆炸或避雷器、阻容吸收器損壞。當(dāng)高壓系統(tǒng)中發(fā)生不對稱接地故障或斷路器不同期操作時(shí)，可能出現(xiàn)明顯的零序工頻電壓分量，通過靜電和電磁耦合在變壓器低壓側(cè)產(chǎn)生工頻電壓傳遞現(xiàn)象，從而危急低壓側(cè)電氣絕緣的安全，若與接在電源中性點(diǎn)的消弧線圈或電壓互感器等鐵磁元件組成諧振回路，還可能產(chǎn)生線性諧振或鐵磁諧振傳遞過電壓。過電壓的大小見式(1)

U2=U0(C12/C12+3C0) (1)

式中 U0――高壓側(cè)出的零序電壓，kV；

C12――高低壓繞組間電容，µF;

C0――低壓側(cè)相對地電容，µF。

四、限制內(nèi)部過電壓的措施

1．操作過電壓的限制措施。為限制合閘引起的操作過電壓，通常開關(guān)中增加一個(gè)并聯(lián)電阻和一對輔助觸頭，使合閘過程分為兩個(gè)階段。這樣，使每一個(gè)的幅值；又由于電阻的阻尼作用，加速了振蕩過程的衰減，使過電壓幅值受到有效的限制。除采用開關(guān)的并聯(lián)電阻作為限制操作過電壓的重要措施外，避雷器也是很重要的保護(hù)設(shè)備。避雷器限制操作過電壓是以其操作波放電電壓和操作沖擊殘壓表示其保護(hù)水平，這些數(shù)值的選取決定于系統(tǒng)的情況和避雷器元件的性能，設(shè)備的操作沖擊絕緣水平是由避雷器的操作沖擊殘壓決定的，但是由于采用了帶并聯(lián)電阻的開關(guān)，只是在并聯(lián)電阻失靈或其他意外情況出現(xiàn)較高幅值的操作過電壓時(shí)，避雷器才動(dòng)作，即改善了避雷器的工作條件，又將過電壓限制在允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)得到可靠的保護(hù)。

2．避免間歇性弧光接地過電壓的措施。間歇性弧光接地過電壓波及面廣、能量大、持續(xù)時(shí)間長且危害性很大，目前尚沒有專門的設(shè)備能夠有效制約該種過電壓。對保護(hù)設(shè)備而言，例如避雷器，要么避開它，在這種過電壓出現(xiàn)時(shí)避雷器不動(dòng)作(加串聯(lián)間隙)；要么允許在這種過電壓出現(xiàn)時(shí)使避雷器擊穿損壞。

3．避免諧振過電壓的措施。(1)采用消弧線圈接地方式，跟蹤過程中要偏離諧振點(diǎn)，保證脫諧度V≠0；(2)變壓器的高壓側(cè)不采用熔斷器，選用同期性能較好的開關(guān)，避免產(chǎn)生零序過電壓，防止變壓器傳遞過電壓和鐵磁諧振過電壓；(3)選用勵(lì)磁特性較好、飽和點(diǎn)高的電磁式電壓互感器；(4)在電壓互感器開口三角形繞組上裝設(shè)燈泡(6―10kv電網(wǎng)接200瓦燈泡)或者專用消諧器；(5)在電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)上裝設(shè)專用消諧器；(6)在電網(wǎng)中裝設(shè)四極式自控式阻容吸收器，當(dāng)其動(dòng)作時(shí)，在零序回路中突然接入電阻和電容，對破壞諧振條件，阻尼諧振有一定的作用。