3 放电原因分析
为分析造成均压电容器内部局部放电的原因,对密封面的结构进行了分析。正常连接状态下,两端板(盖、底)与瓷管法兰压紧,直接接触后其间只有极小的接触电阻,电位差非常小,一般不会产生电弧放电。在非正常连接状态下,两端板(盖、底)与瓷管法兰间没有压紧,靠8颗M6螺栓连接时是通过8颗螺栓来导通的(图4所示为1颗),螺栓长约4. 5 mm,存在电阻和感抗。断路器带电合闸时,电容器通过灭弧室放电产生的冲击电流就会使端板与法兰间产生电位差,从而在密封圈部位的沿面产生电弧,导致密封圈烧伤。
为计算电容器的放电电流以及8颗螺栓的并联阻抗,从而得出端板与法兰间的电位差,必须测量出电容器的电感和内电阻。测量前,先进行计算,再根据计算结果选择合理的测试方法。
经计算,电容器的电感为2. 12μH,内电阻为77.5Ω。测试结果:电容器电感为2. 2μH,电阻为80. 2Ω。电感、电阻的计算值与测量值相差不大,说明测量是相对准确的。
(1)放电电流计算。断路器合闸时,电容器从两端板(盖、底)经过法兰再通过灭弧室的导电杆放电,电容器产生很大的冲击电流。
放电回路参数:导电杆以φ45,长度约1 400rnm计算出电感约为1μH,得到放电回路电感为2. 2μH+1μH=3. 2μH,回路电阻以电容器内电阻80. 2Ω计算(导电杆及其余导电部分电阻很小,可忽略)。
回路参数,C=0.002μF,R=80.2Ω, L=3. μH,则放电电流为:
由此计算得电容器放电电流im=3. 24kA。
(2)模拟计算电容器在端板与法兰没有压紧,靠8颗M6螺栓导通连接的状态下两端板(盖、底)到瓷管法兰的阻抗。