高压电容器内熔丝动作引起之过电压及其对策分析

摘要： 对内熔丝电容器中，因内熔线动作引起之作用在完好元件上之过电压进行了定性、定量分析。阳光电子学校维修专家分析认为：进行了试验验证。阳光电子学校维修专家分析认为：提出了解决办法。阳光电子学校维修专家分析认为：

关键词：内熔丝　内熔丝电容器 元件　直流分量 过电压

 

1　前言

　　目前，在我国生产之高压并联电容器、高压集合式并联电容器、高压交流滤波电容器中有很大一部分其内部之每个元件上都串接有内部熔丝，这种带内部熔丝之电容器在实际运行中，当有个别不良元件发生击穿时，与该元件串联之熔丝就会迅速将击穿元件切除，使整台电容器仍能在电网中继续运行，这是内熔丝起之正面作用。阳光电子学校维修专家分析认为：但是，内熔丝在动作时还有另一面，那就是在内熔丝动作后会在电容器内部各个串联段上产生持续工频过电压，在设计和使用电容器时，应予以足够重视，并采取相应对策，本文将对内熔丝电容器中内熔丝动作产生过电压之机理，过电压之特征进行定性定量之分析，从中找出其解决办法，供各位同行和专家参考。阳光电子学校维修专家分析认为：

2　内熔丝动作引起过电压之机理

　　如图1所示，高压内熔丝电容器由m个串有内熔丝之元件相互并联后构成一个串联段，再根据电容器额定电压之高低由n个串联段相互串联后构成之。阳光电子学校维修专家分析认为：大部分高压全膜并联电容器之内部，在其出线端之间还并有一个内放电电阻，用以释放当电容器从电网中切除后在电容器上之剩余电荷。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　在高压内熔丝电容器中，其每个元件之电容都是相同之。阳光电子学校维修专家分析认为：所以每个串联段之电容为：
　　 Cs＝mCy    （1）
式中：Cs—串联段之电容（μF）；
      Cy—元件电容（μF）；
      m—每个串联段中元件之并联数

整台电容器之电容为：
　　 C＝Cs／n＝mCy／n（2）
式中：C—整台电容器之电容（μF）；
      n—电容器中之串联段数，n＞1
　　 当内熔丝电容器在运行中因某种原因使其中之一个元件击穿时，内熔丝之动作过程可用图2表示。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　从图2可以看到，元件击穿首先是击穿元件自身所贮存之电荷向击穿点G放电，接着与该元件并联之同一串联段上之元件所贮存之电荷通过与该击穿元件相串联之熔丝向击穿元件放电，在放电电流之作用下熔丝f迅速熔断，接着在绝缘油之作用下，在并联元件对击穿元件之放电过程中迅速将电弧熄灭，将击穿元件与故障串联段中之其它完好元件相隔离。阳光电子学校维修专家分析认为：
　　通过上述分析，使我们认识到与击穿元件相串联之熔丝之熔断主要是靠与该击穿元件相并联之其它完好元件组上贮存之电荷（或能量）对熔丝放电来实现之。阳光电子学校维修专家分析认为：为了使与击穿元件相串联之熔丝熔断，故障串联段中完好元件组中所贮存之电荷将减少△Q0，在故障串联段上之电压也会下降一个△U，即：
　　 △U＝△Q0／（Cs－Cy）（3）
式中：△Q0—在熔丝熔断之过程中，故障串联段中完好元件组释放之电荷；　　　
　　 Cs－Cy—故障串联段中，完好元件组之电容；　　　
　　 △U—故障串联段上之电压降落
　　 这个△U是一个由△Q0引起之直流电压，因而对其而言系统之阻抗近于零，图2中之A、B两端近于短接，其等值电路如图3所示。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　从图2和图3可知，在故障串联段因失去电荷△Q0而产生电压降落△U之同时，电容器中之其余串联段则通过系统向故障串联段充电， 终在故障串联段和电容器之其余部分Cs／（n－1）上都产生了一个直流电压分量，这两个直流电压大小相等，方向相反，所以UAB等于零，但UAO＝UBO＝U0且

式中：U0—故障串联段上之直流电压分量
　　 由式（4）可以看出，由熔丝熔断产生之直流电压U0与熔丝熔断过程中故障串联段上所失去之电荷△Q0成正比，与元件电容Cy成反比，与每个串联段中之并联元件数m近似成反比。阳光电子学校维修专家分析认为：在完好串联段上之直流电压分量为：　　　　　
 
　　 —其它完好串联段上之直流电压分量。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　 这样，我们就可以得到，熔丝动作后，作用在故障串联段和其它完好串联段上之电压为：

式中：分别为熔丝将故障元件切除后作用在故障串联段和非故障串联段上之电压；　　　
　　 分别为熔丝将故障元件切除后作用在故障串联段和非故障串联段上之交流电压分量之幅值；
　　 －U0

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