原创 浅析少油断路器均压电容的作用

1 少油断路器分闸后断口电压分布 

110kV少油断路器是电力系统中常见的开关电器。它由底座、支持瓷套、三角机构箱和两个灭弧断口组成一个Y形体。当断路器在断开接地故障后，单相双断口的单Y形结构，其电路图可简单地按图1描述。 

根据电容的串并联等效原则，可计算出网络电压U在两断口间分布为： 

 式中 C１、C2—断口本体电容 

C0—三角结构箱与底座间电容 

在少油断路器中C１、C2、C0不仅电容值小，而且三项电容值相差不大。为简化分析，我们假定C１≈C2≈C0，则(1)式可简化为： 

少油断路器之所以采用多断口结构，原因之一就是通过增加断口数目，断路时将一个电弧分割成几个串联电弧，降低每个断口上的电弧电压，提高断路器的灭弧能力。以上分析可见，采用两断口结构虽然降低了断口灭弧电压，但两个断口间电压分布差别较大，非故障侧灭弧室的灭弧条件显然比故障侧灭弧室的灭弧条件更严重得多。为使两个灭弧室的灭弧条件基本相同，使各断口均衡、合理地承担灭弧任务，常常在两个灭弧室外侧分别并联一个比Y形体各侧电容值大得多的电容—均压电容，以使每个断口上的电压分布接近相等。 

2 均压电容对提高断路器灭弧性能的分析 

并联均压电容后的电路如图2所示。 

此时，其断口电压分布为： 

式中 Cj1—母线侧均压电容 

Cj2—线路侧均压电容 

由于均压电容的电容值一般为1000～2000Pf，比Y形体各侧的电容值大得多，所以可以忽略断路器本体电容C１、C2、C0：同时由于安装时两侧均压电容匹配较好，电容值差别不大Cj1≈Cj2，(2)式可简化为： 

由此可见，只要两则均压电容的电容量足够大(远远大于断路器本体电容值)，且电容值相等，两断口上的电压分布就相同。 

3 实例分析 

我们曾遇到一台SW6—110 I型少油断路器，在多次切除单相接地故障后大修时发现，C相靠母线侧灭弧室绝缘油油质变黑，炭化严重，而靠线路侧情况则较好。究竟是什么原因造成了同一相不同断口间灭弧室工况的巨大差异呢?通过现场测试，证实了我们的注意和分析是正确的。实测数据见表1。 

通过计算表明(计算过程略)，母线侧灭弧室承受的电压是线路侧的2.19倍，恶化了母线侧灭弧室的灭弧条件，造成了灭弧室油质的严重炭化。 

将母线侧均压电容更换为电容值为1861pf的JY40—1800型均压电容，使得两断口电压分布基本平衡后，运行情况良好，通过近几次检修，未发现类似情况。 

4 结束语 

积木式少油断路器均压电容，虽然改善了灭弧室的工作条件，大大提高了断路器的灭弧性能，但是对这种结构的断路器，在均压电容损坏或其他原因造成实际电容值偏离额定值较大时，均压电容不仅起不到均压作用，反而会加剧断口电压分布的差异，恶化某一断口的灭弧条件。所以在安装带均压电容器的少油断路器时，必须实测均压电容器的电容值，并妥善搭配：在检修中，将均压电容值的实测作为一项必不可少的大修内容，也是很有必要的