高壓電容器內(nèi)熔絲動(dòng)作引起之過(guò)電壓及其對(duì)策分析

摘要： 對(duì)內(nèi)熔絲電容器中，因內(nèi)熔線動(dòng)作引起之作用在完好元件上之過(guò)電壓進(jìn)行了定性、定量分析。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：提出了解決辦法。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

關(guān)鍵詞：內(nèi)熔絲　內(nèi)熔絲電容器 元件　直流分量 過(guò)電壓

 

1　前言

　　目前，在我國(guó)生產(chǎn)之高壓并聯(lián)電容器、高壓集合式并聯(lián)電容器、高壓交流濾波電容器中有很大一部分其內(nèi)部之每個(gè)元件上都串接有內(nèi)部熔絲，這種帶內(nèi)部熔絲之電容器在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)有個(gè)別不良元件發(fā)生擊穿時(shí)，與該元件串聯(lián)之熔絲就會(huì)迅速將擊穿元件切除，使整臺(tái)電容器仍能在電網(wǎng)中繼續(xù)運(yùn)行，這是內(nèi)熔絲起之正面作用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：但是，內(nèi)熔絲在動(dòng)作時(shí)還有另一面，那就是在內(nèi)熔絲動(dòng)作后會(huì)在電容器內(nèi)部各個(gè)串聯(lián)段上產(chǎn)生持續(xù)工頻過(guò)電壓，在設(shè)計(jì)和使用電容器時(shí)，應(yīng)予以足夠重視，并采取相應(yīng)對(duì)策，本文將對(duì)內(nèi)熔絲電容器中內(nèi)熔絲動(dòng)作產(chǎn)生過(guò)電壓之機(jī)理，過(guò)電壓之特征進(jìn)行定性定量之分析，從中找出其解決辦法，供各位同行和專家參考。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2　內(nèi)熔絲動(dòng)作引起過(guò)電壓之機(jī)理

　　如圖1所示，高壓內(nèi)熔絲電容器由m個(gè)串有內(nèi)熔絲之元件相互并聯(lián)后構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)段，再根據(jù)電容器額定電壓之高低由n個(gè)串聯(lián)段相互串聯(lián)后構(gòu)成之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：大部分高壓全膜并聯(lián)電容器之內(nèi)部，在其出線端之間還并有一個(gè)內(nèi)放電電阻，用以釋放當(dāng)電容器從電網(wǎng)中切除后在電容器上之剩余電荷。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　在高壓內(nèi)熔絲電容器中，其每個(gè)元件之電容都是相同之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：所以每個(gè)串聯(lián)段之電容為：
　　 Cs＝mCy    （1）
式中：Cs—串聯(lián)段之電容（μF）；
      Cy—元件電容（μF）；
      m—每個(gè)串聯(lián)段中元件之并聯(lián)數(shù)

整臺(tái)電容器之電容為：
　　 C＝Cs／n＝mCy／n（2）
式中：C—整臺(tái)電容器之電容（μF）；
      n—電容器中之串聯(lián)段數(shù)，n＞1
　　 當(dāng)內(nèi)熔絲電容器在運(yùn)行中因某種原因使其中之一個(gè)元件擊穿時(shí)，內(nèi)熔絲之動(dòng)作過(guò)程可用圖2表示。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　從圖2可以看到，元件擊穿首先是擊穿元件自身所貯存之電荷向擊穿點(diǎn)G放電，接著與該元件并聯(lián)之同一串聯(lián)段上之元件所貯存之電荷通過(guò)與該擊穿元件相串聯(lián)之熔絲向擊穿元件放電，在放電電流之作用下熔絲f迅速熔斷，接著在絕緣油之作用下，在并聯(lián)元件對(duì)擊穿元件之放電過(guò)程中迅速將電弧熄滅，將擊穿元件與故障串聯(lián)段中之其它完好元件相隔離。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
　　通過(guò)上述分析，使我們認(rèn)識(shí)到與擊穿元件相串聯(lián)之熔絲之熔斷主要是靠與該擊穿元件相并聯(lián)之其它完好元件組上貯存之電荷（或能量）對(duì)熔絲放電來(lái)實(shí)現(xiàn)之。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：為了使與擊穿元件相串聯(lián)之熔絲熔斷，故障串聯(lián)段中完好元件組中所貯存之電荷將減少△Q0，在故障串聯(lián)段上之電壓也會(huì)下降一個(gè)△U，即：
　　 △U＝△Q0／（Cs－Cy）（3）
式中：△Q0—在熔絲熔斷之過(guò)程中，故障串聯(lián)段中完好元件組釋放之電荷；　　　
　　 Cs－Cy—故障串聯(lián)段中，完好元件組之電容；　　　
　　 △U—故障串聯(lián)段上之電壓降落
　　 這個(gè)△U是一個(gè)由△Q0引起之直流電壓，因而對(duì)其而言系統(tǒng)之阻抗近于零，圖2中之A、B兩端近于短接，其等值電路如圖3所示。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　從圖2和圖3可知，在故障串聯(lián)段因失去電荷△Q0而產(chǎn)生電壓降落△U之同時(shí)，電容器中之其余串聯(lián)段則通過(guò)系統(tǒng)向故障串聯(lián)段充電， 終在故障串聯(lián)段和電容器之其余部分Cs／（n－1）上都產(chǎn)生了一個(gè)直流電壓分量，這兩個(gè)直流電壓大小相等，方向相反，所以UAB等于零，但UAO＝UBO＝U0且

式中：U0—故障串聯(lián)段上之直流電壓分量
　　 由式（4）可以看出，由熔絲熔斷產(chǎn)生之直流電壓U0與熔絲熔斷過(guò)程中故障串聯(lián)段上所失去之電荷△Q0成正比，與元件電容Cy成反比，與每個(gè)串聯(lián)段中之并聯(lián)元件數(shù)m近似成反比。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在完好串聯(lián)段上之直流電壓分量為：　　　　　
 
　　 —其它完好串聯(lián)段上之直流電壓分量。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　 這樣，我們就可以得到，熔絲動(dòng)作后，作用在故障串聯(lián)段和其它完好串聯(lián)段上之電壓為：

式中：分別為熔絲將故障元件切除后作用在故障串聯(lián)段和非故障串聯(lián)段上之電壓；　　　
　　 分別為熔絲將故障元件切除后作用在故障串聯(lián)段和非故障串聯(lián)段上之交流電壓分量之幅值；
　　 －U0

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