摘要：消弧及过电压保护装置（简称KWX），是为了迅速消除中性点非直接接地系统弧光接地给电器设备带来的危害而研制的最新专利技术产品。装置主要由三相组合式过电压保护器DCB、可分相控制的高压真空接触器JZ、微机控制器、高压限流熔断器组件FU及带有辅助二次绕组的电压互感器PT等组成。

　　关键词：消弧 过电压 KWX 限制措施

　　1、中性点非直接接地系统弧光接地过电压的危害

　　1.1弧光接地的产生

　　①固体绝缘设备的增多降低了系统承受过电压的能力

　　随着我国电网的发展，具有固体绝缘的电缆线路逐渐取代架空线路。由于固体绝缘击穿的积累效应，在3～4倍的内部过电压作用下，局部放电会造成绝缘的积累性损伤。

　　②真空断路器的大量采用使操作过电压的概率大大提高

　　由于真空断路器很强的灭弧能力，在电弧过零点之前被强行截断。截流后电感中的磁能在向杂散电容充放电的振荡过程中，产生过电压。这种过电压，主要产生在相间，一般为额定相电压的3～4倍。

　　③内部过电压得不到有效限制使绝缘寿命大大降低

　　按照国标GB311.1的规定，220kV及以下的系统以雷电过电压作为防护重点。对于3～35kV的中压系统，大多数场合还在采用传统的避雷器来限制过电压。避雷器的放电电压为相电压的4倍以上，按躲过内部过电压设计。而且避雷器接在相对地之间，对发生在相与相之间的操作过电压，根本起不到限制作用。

　　在内部过电压的长期持续作用下，聚乙烯交联电缆等固体绝缘设备的运行寿命大大降低，形成绝缘的薄弱环节，导致对地击穿。

　　④雷击、鸟害、断线、树枝等外力破坏以及阀式避雷器放电等，是产生弧光接地的外部原因。

　　1.2弧光接地过电压的产生

　　形成弧光接地过电压的基础是间歇性电弧。当中性点非直接接地系统发生单相间歇性弧光接地（以下简称“弧光接地”）故障时，由于电弧多次不断的熄灭和重燃，导致系统对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分配，在非故障相的电感—电容回路上引起高频振荡过电压。对于架空线路，过电压幅值一般可达3.1～3.5倍相电压。

　　以电缆线路为主的供电电网， 绝缘击穿或电弧重燃时过渡过程中的高频电流，可达数百安培甚至上千安培。高频电流过零点电弧熄灭的可能性大大提高，电缆线路弧光接地时，非故障相的过电压可达4～71倍。

　1.3弧光接地过电压的危害

　　①高幅值的过电压加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏

　　对于中性点非直接接地系统，我国现行规程笼统地规定允许带单相接地故障运行2小时，并未区分是架空线路还是电缆线路，也没有明确是弧光接地还是金属接地。在高幅值的弧光接地过电压的持续作用下，加剧了电缆等固体绝缘的积累性破坏。最终在非故障相的绝缘薄弱环节造成对地击穿，进而发展成为相间短路事故。

　　②弧光接地过电压导致烧PT或保险熔断

　　普通的电压互感器饱和点一般为1.6～1.8倍，在弧光接地过电压作用下，使电压互感器严重饱和，激磁电流剧烈增加。另一方面，电压互感器饱和，也很容易激发铁磁谐振，导致电压互感器过载。上述两种情况，都将造成电压互感器烧毁或高压保险熔断。

　　③ 弧光接地过电压导致避雷器爆炸

　　弧光接地时，过电压的能量由电源提供，持续时间较长，能量很大。当过电压的能量超过避雷器所能承受的400A 2mS的能量指标时，就会造成避雷器的爆炸事故。

　　2、弧光接地时电弧对故障点的破坏

　　2.1 弧光接地时流过故障点的电弧电流

　　弧光接地或电弧重燃的瞬间，已充电的相对地电容将要向故障点放电，相当于RLC放电过程。放电电流为：

　　过渡过程结束后，流过故障点的电弧电流只剩下稳态的工频电容电流，其有效值为：

　　I=3Uω0C

　　瞬时值为：

　　流过故障点的综合电弧电流为：