智能電網(wǎng)：電弧接地過電壓及防止措施

1、 電弧單相接地過電壓發(fā)展的物理過程

1.1、單相接地故障的分析

在中性點不接地系統(tǒng)中，正常運行時，線路三相對地

電容相等，且

三相對地電容電壓相等,

,中性點對地電壓 ,系統(tǒng)A相發(fā)生單相接地，對地發(fā)生電弧放電，以D表示故障點發(fā)弧間隙，其等值電路如圖所

1.2、電弧接地過電壓發(fā)展的物理過程

在中性點不接地系統(tǒng)中，運行經(jīng)驗證明，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，接地點流過的電容電流為10A及以上時，在接地點產(chǎn)生的電弧就不會自動熄滅，現(xiàn)對電弧接地發(fā)展的物理過程分析如下：

圖2.單相弧光接地過電壓發(fā)展過程

設t 瞬間，A相對地D間發(fā)生電弧，此時A相電源電壓為最大瞬時值：

式中：Um—系統(tǒng)相電壓最大值，式中：2—電源通過電感對電容充電系數(shù)。

過渡過程結(jié)束后，U2和U3按圖2中的電源線電壓UBA和UCA變化。

故障點的電弧電流中，包含有工頻分量和逐漸衰減的高頻分量,電弧電流將持續(xù)半個工頻周期½T，待A相工頻電流分量過零時t2時刻電弧才自動熄滅，見圖2，t2時刻故障點發(fā)生第一次斷弧。t2時刻電弧熄滅，又要引起過渡過程。這時，三相導線上的電壓不等于零，電壓的初始值為：

由于系統(tǒng)是中性點絕緣的，各導線電容上的電荷在故障點電弧熄滅后仍保留在系統(tǒng)內(nèi)，三相導線地對電容上總電荷：

所以在熄弧瞬間必然有一個很快完成的電荷全新分配過程，這個分配過程實際上是電容C2、C3通過電源電感L對C1充電的高頻振蕩過程，其結(jié)果要使三相導線對地電壓相等，但由于A相仍接地，也使對地絕緣的中性點對地產(chǎn)生了一個位移電壓