该变压器空载合闸励磁涌流最大值为147A,折算到二次侧为7. 35A;浪涌电压最大值为5. 34kV。电能量采控终端技术指标规定,其标称电流为1. 5A,最大电流不得超过6A,浪涌电压最大值为4kV,故该终端承受的励磁涌流及浪涌电压均超限值。
在瞬时大幅值涌流冲击下,该终端压敏电阻中的压敏陶瓷内部单元出现热量聚集,过程近似于绝热升温。当压敏陶瓷存在缺陷时,其非均匀性导致电阻吸收冲击热量后不同部位温升差异较大,各单元间存在较大温度梯度。温度梯度产生的热应力超过临界值后导致压敏陶瓷破裂,严重时甚至出现炸裂事故。圆片式压敏电阻传热方程为:
式中,D(T)=K(T)/Cp、q为比热,T为温度,K(T)为热导率,与温度正相关;r为密度。压敏电阻温度上升与漏电流相关,漏电流越大,器件工作时温度越高。
为了避免压敏电阻温升过高造成炸裂事故,可通过减少变压器磁链值的方法来降低励磁涌流,进而降低压敏电阻承受热量。磁链值表达式为:
可通过增加阻值的方法来减少变压器磁链值。由增加电阻后变压器合闸励磁涌流仿真波形(如图4所示)可知,增加电阻后,变压器励磁涌流值显著降低,进而降低了压敏电阻温升,确保电能量采控终端运行在安全值内。
4 结束语
为防止压敏电阻承受瞬时涌流导致热失效引发炸裂故障事故再次发生,生产厂家应采用增加压敏电阻阻值的办法来改善产品质量,提高产品耐受冲击电流电压的能力;在变压器侧,应改善变压器运行工况,适当提高变压器一次侧电阻值,降低变压器空载合闸产生的励磁涌流;在操作现场,应改善工作环境,避免空载投切变压器,对于轻载用户,可通过操作二次侧多功能接线盒来实现电能量采控终端安全更换。
上一页 [1] [2]