變壓器絕緣間距符號(hào)abcde梯度比的平均值kcp2.632.673.292.553.22 0在分接繞組上“絕緣間距”代號(hào)的定義4.2.2分接開關(guān)內(nèi)部絕緣水平的選擇分接開關(guān)內(nèi)部絕緣是指分接開關(guān)同相或相間的各個(gè)觸頭間絕緣。由于沖擊電壓沿繞組的分布為非線性，全波沖擊與工頻的試驗(yàn)電壓比值為4.5~20.因此，它取決于在沖擊電壓作用時(shí)分接繞組上所出現(xiàn)的沖擊電壓梯度。這些內(nèi)部絕緣上電壓梯度隨變壓器試驗(yàn)時(shí)分接開關(guān)所處工作位置和變壓器結(jié)構(gòu)而異，并受到?jīng)_擊電壓的持續(xù)時(shí)間和峰值的影響。由于變壓器設(shè)計(jì)多樣性和調(diào)壓范圍的不同，對(duì)分接選擇器耐受電壓水平的要求就不能按變壓器的沖擊水平來確定。因而分接開關(guān)的內(nèi)部絕緣不可能標(biāo)準(zhǔn)化，只能分等標(biāo)定額定耐受電壓。分接開關(guān)制造者把同型號(hào)的分接選擇器設(shè)計(jì)分成若干不同的等級(jí)（例如A、B、C、CD、D、DE、E等級(jí)），每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一組同相和/或相間的耐受電壓。出現(xiàn)在三相調(diào)壓繞組的電壓負(fù)荷可用“絕緣間距”a、b、c、d、ef六個(gè)值表示。對(duì)于a~/的“絕緣間距”代號(hào)定義見0所示。分接選擇器絕緣等級(jí)的選擇是變壓器設(shè)計(jì)者的責(zé)任。

　　為了便于對(duì)不同結(jié)構(gòu)和不同容量的變壓器比較，引入“梯度比”的概念作為分接選擇器各個(gè)絕緣間距上電壓強(qiáng)度比較的標(biāo)準(zhǔn)，即梯度比k=沖擊梯度標(biāo)么值（Um/U.）/調(diào)壓繞組電壓的標(biāo)么值（AU）。由上式可以得到雷電沖擊電壓進(jìn)入時(shí)，調(diào)壓繞組末端（懸空端）沖擊梯度Um為：壓試驗(yàn)的負(fù)荷分布測(cè)量后，得到表3數(shù)據(jù)。

　　表3不同變壓器上沖擊電壓試驗(yàn)測(cè)得梯度比k數(shù)據(jù)AU為調(diào)壓繞組電壓的標(biāo)么值，AUzUi/Ut，這實(shí)質(zhì)上就是變壓器的調(diào)壓范圍，對(duì)于變磁通直調(diào)式變壓器，線性調(diào)AU=Ult/UKUm-UnVUn，正反調(diào)AU=Ult/UHUm-UnMUm+Un），粗細(xì)調(diào)AU=Ult瓜=（U2m-U2n）/2U2n.Um為二次側(cè)比較大電壓，U2n為二次側(cè)比較小電壓。由此可知，對(duì)于同樣調(diào)壓范圍工業(yè)變壓器，不同調(diào)壓方式的分接繞組懸空端的電壓梯度是不一樣的，線性調(diào)的比較大，粗細(xì)調(diào)的次之，正反調(diào)的比較小。如果U2m=2U2n時(shí)，三者間大致比例為3：1.5：1.因此，它們的分接選擇器絕緣等級(jí)可能是不樣。

　　U.為進(jìn)波沖擊電壓，一般取GB10230.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定雷電沖擊耐受電壓值。

　　根據(jù)電力變壓器或工業(yè)變壓器的沖擊電壓梯度比kp，可以粗略地計(jì)算出分接開關(guān)各絕緣間距上呈現(xiàn)的比較大沖擊電壓負(fù)荷Um，然后再按Um值來選擇分接選擇器的絕緣水平等級(jí)。例如110kV正反調(diào)電147kV.因此，選擇M型B級(jí)分接選擇器絕緣水平（265kV1.2xs/50xs）就足夠了。

　　在分接開關(guān)內(nèi)部絕緣水平的選擇時(shí)，要注意下述幾點(diǎn)：引用“梯度比”來估算分接開關(guān)各絕緣間距上的電壓負(fù)荷。由于工業(yè)變壓器的調(diào)壓范圍遠(yuǎn)大于電力變壓器的調(diào)壓范圍，工業(yè)變壓器各絕緣間距上的所呈現(xiàn)電壓負(fù)荷遠(yuǎn)大于電力變壓器各絕緣間距上的電壓負(fù)荷。因此，工業(yè)變壓器選用分接開關(guān)的內(nèi)部絕緣水平要求較高些。

　　電爐變壓器繞組和分接開關(guān)在冶煉過程中經(jīng)常受到反復(fù)出現(xiàn)操作過電壓，特別是那些調(diào)壓范圍較大的電爐變壓器，當(dāng)工作在較高的輸出電壓時(shí)，其閑置的調(diào)壓繞組上將產(chǎn)生不可忽視的電壓振蕩。整流變壓器因直降短路時(shí)，而閥側(cè)的RC抑制過電壓裝置失去作用。則供電電源突然切斷瞬間，由于漏抗中積聚的能量向空置調(diào)壓繞組釋放，從而產(chǎn)生很高的過電壓。對(duì)于63kV~110kV直降間調(diào)式工業(yè)變壓器，因采用第3繞組調(diào)壓方式，調(diào)壓級(jí)數(shù)多達(dá)27級(jí)~35級(jí)，這種空置繞組的過電壓?jiǎn)栴}尤其突出。因此，必須選擇高個(gè)絕緣水平等級(jí)的分接選擇器，例如M型CD級(jí)（即加強(qiáng)C級(jí)）或D級(jí)分接選擇器。以適應(yīng)調(diào)壓繞組電壓振蕩而不造成分接開關(guān)內(nèi)部絕緣的意外損壞。

　　對(duì)于V型正反調(diào)或粗細(xì)調(diào)分接開關(guān)，由于觸頭K、n或K、1兩個(gè)觸頭距離之間承受分接繞組兩端的電壓梯度。因此必須對(duì)選擇開關(guān)額定級(jí)電壓和分接繞組總的工作電壓進(jìn)行限制（表4的限值）。

　　不同變壓器在選用分接開關(guān)時(shí)，要注意下列幾點(diǎn)。

　?、費(fèi)型分接開關(guān)A級(jí)分接選擇器是不適用于工業(yè)變壓器。

　　14273W/G）規(guī)格也是不適用于工業(yè)變壓器。

　　為電弧觸頭，僅適用于電力變，不適用工業(yè)變。

　　調(diào)壓級(jí)數(shù)與電壓級(jí)差、調(diào)壓范圍是相關(guān)的。

　　工業(yè)變壓器要求電壓級(jí)差要小且調(diào)壓級(jí)數(shù)要多。

　　在選擇合適的切換參數(shù)與絕緣水平后，須驗(yàn)證選擇切換參數(shù)與絕絕水平相關(guān)額定值的正確性。尤其對(duì)高壓大容量、正反或粗細(xì)調(diào)壓級(jí)數(shù)多的工業(yè)變壓器，必要時(shí)還需調(diào)壓繞組電位連接的驗(yàn)證。

　　5過渡電阻匹配過渡電阻是電阻式分接開關(guān)的一個(gè)重要組成部分。這種型式的分接開關(guān)采用過渡電路高速轉(zhuǎn)換的原理來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓目的。因此，調(diào)壓過程是在暫態(tài)條件下工作。暫態(tài)分量在幾個(gè)毫秒內(nèi)就衰減到零。因此，過渡電阻的匹配可以按交流穩(wěn)態(tài)級(jí)電壓和負(fù)載電流情況來考慮。

　　5.1過渡電阻的匹配過渡電阻是遵循改善觸頭的切換任務(wù)、提高觸頭電氣壽命和工作可靠性三原則進(jìn)行匹配。綜合考慮匹配方案，從中篩選比較佳匹配值。

　　對(duì)于采用雙電阻過渡電路M型和V型分接開關(guān)，過渡電阻采用R=nUs//n（過渡電阻匹配系數(shù)n為變量）的匹配方式。觸頭切換任務(wù)與過渡電阻匹配系數(shù)的R=f（n）關(guān)系見1所示。從1可以看出，觸頭總切換容量PH4=/（n）和過渡觸頭切換容量Pla=/（n）的曲線都有一個(gè)比較低點(diǎn)，這就必定各有一個(gè)比較佳匹配系數(shù)n的存在。

　　表4V型有載分接開關(guān)首末端分接電壓負(fù)荷的限制觸頭圓上觸頭數(shù)目基本接線圖允許額定級(jí)電壓/V允許總工作電壓/V10觸頭10100、10091W/G、10191W/G、10193W/GUs矣分接開關(guān)在眾多動(dòng)、定電弧觸頭中，只要其中一個(gè)觸頭燒損完結(jié)，則認(rèn)為分接開關(guān)觸頭電氣壽命完結(jié)。因而，需要更換全部電弧觸頭。要提高觸頭電氣壽命，應(yīng)力求電弧觸頭燒損均勻。從觸頭燒損量平1觸頭任務(wù)與電阻匹配的關(guān)系衡角度來考慮，主通斷觸頭和過渡觸頭的燒損比等于1，即兩者燒損速度相等。過渡電阻匹配值大小對(duì)電弧觸頭燒損均勻有著一定的影響。根據(jù)對(duì)觸頭燒損量分析計(jì)算，過渡電阻匹配系數(shù)n取在0.5~0.577之間時(shí)，過渡觸頭與主通斷觸頭的燒損比較均勻，使用壽命較長(zhǎng)。

　　從提高工作可靠性角度考慮，過渡電阻匹配系數(shù)n應(yīng)滿足下述要求：量。如果分接開關(guān)有幾組不同開斷電流與相關(guān)級(jí)電壓的組合，則需要限定額定開斷容量，即主通斷觸頭開斷容量不得超過其兩倍額定級(jí)容量。否則將會(huì)危及分接開關(guān)的運(yùn)行安全性。例如M型分接開關(guān)主通斷觸頭開斷能力見2所示。

　　/urn為分接開關(guān)允許比較大負(fù)載電流。對(duì)于電力變壓器，允許比較大的負(fù)載電流，即/um=2/N.當(dāng)三相分接開關(guān)觸頭直接并聯(lián)作為單相分接開關(guān)使用時(shí)，由于負(fù)載轉(zhuǎn)換比較為嚴(yán)重情況發(fā)生在比較后一個(gè)開斷的主通斷觸頭上，從而開斷電流比原來均衡電流增加三倍。同樣，電弧爐變壓器上使用的分接開關(guān)，操作頻繁，其工作電流比較大高達(dá)三倍額定的工作電流，即/um=3/N.因此，過渡電阻的匹配值選擇應(yīng)特別慎重。通常從工作可靠性出發(fā)，匹配系數(shù)n都取得較低，即n為0.3~0.5.綜上所述，電力變壓器所承載的容量往往低于額定容量。因此，電力變壓器實(shí)際負(fù)載電流低于變壓器額定電流值，則過渡電阻匹配值大都按負(fù)載系數(shù)（反=80%）需要進(jìn)行修正。M型與V型三相分接開關(guān)實(shí)際過渡電阻匹配系數(shù)ni=n/Ki0.7~0.8.在變磁通直調(diào)式工業(yè)變壓器中，分接繞組每級(jí)匝數(shù)不相等或在電壓波動(dòng)很大的系統(tǒng)的應(yīng)用中，分接開關(guān)每級(jí)的級(jí)電壓和相關(guān)通過電流是不相同的。

　　開斷電流/A 2M型分接開關(guān)主通斷觸開斷能力屮為負(fù)載率）在可變級(jí)電壓下，過渡電阻必須按照比較高級(jí)電壓和比較大通過電流下（假定同時(shí)發(fā)生，實(shí)際不是同時(shí)發(fā)生）來設(shè)計(jì)的。這種設(shè)計(jì)通常是級(jí)電壓高，要求過渡電阻值大；相反，通過電流大則要求過渡電阻值小。

　　由于可變級(jí)電壓的原因，就需要所設(shè)計(jì)的過渡電阻，使之和級(jí)電壓與通過電流兩者都匹配適應(yīng)。以便在幾個(gè)觸頭的開斷電流和恢復(fù)電壓各自不超過型式試驗(yàn)所達(dá)到的水平。因此，要不斷地調(diào)整過渡電阻的阻值，使其同時(shí)適合于比較大級(jí)電壓和比較高通過電流。

　　除此之外，在設(shè)計(jì)過渡電阻時(shí)，還要考慮比較大允許恢復(fù)電壓的問題。如果觸頭斷口產(chǎn)生的恢復(fù)電壓等于或低于比較大允許恢復(fù)電壓（型式試驗(yàn)中確認(rèn)的值），通常就滿足斷口電弧在半個(gè)周波內(nèi)可靠熄滅的要求。

　　如果比較高級(jí)電壓和比較大通過電流的對(duì)數(shù)值同在允許的切換容量范圍內(nèi)，總會(huì)有合適的過渡電阻值。如果這對(duì)數(shù)值位于允許切換容量范圍之外，分接開關(guān)制造廠必須按具體情況核對(duì)以確定是否有辦法搭配過渡電阻。如果允許切換容量超過的話，則一定要選用切換容量較大的有載分接開關(guān)。

　　5.2過渡電阻的熱容量電力變壓器分接開關(guān)在電力系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，它的變換操作取決于電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際需要。一旦電網(wǎng)電壓比較穩(wěn)定時(shí)，分接開關(guān)幾乎無需操作，僅在負(fù)荷偶爾發(fā)生變化時(shí)，方可進(jìn)行變換操作。因此，過渡電阻按一次切換狀況來考慮熱容量。但工業(yè)變壓器（尤其是電爐變壓器）上使用分接開關(guān)，變換操作頻繁，且冶煉過程工藝需要，分接開關(guān)會(huì)連續(xù)切換半個(gè)循環(huán)。因此，過渡電阻按連續(xù)切換半個(gè)循環(huán)操作狀況來考慮熱容量。

　　過渡電阻選取的電流密度和熱容量（截面積）都與過渡電阻的溫升密切相關(guān)的。為了使過渡電阻溫升符合GB10230.1-2007分接開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，就必須對(duì)過渡電阻電流密度進(jìn)行限定。經(jīng)過分析與計(jì)算，過渡電阻器的電流密度應(yīng)推薦選取60A/mm2~90A/mm2的范圍之內(nèi)。對(duì)于電力變壓器的偶爾操作分接開關(guān)，過渡電阻器的允許電流密度取90A/mm2（上限值）；對(duì)用于工業(yè)變壓器的頻繁操作分接開關(guān)，過渡電阻器的允許電流密度取60A/mm2（下限值）。換句話說，在分接開關(guān)通過相同的額定通過電流的情況下，工業(yè)變壓器分接開關(guān)過渡電阻截面要比電力變壓器分接開關(guān)過渡電阻截面增加50%.壓器專業(yè)唯一面向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的專業(yè)技術(shù)期刊，主要刊載變壓器、互感器、電抗器、調(diào)壓器等產(chǎn)品及其組件的技術(shù)資料。本刊為月刊，每月8日出版。歡迎國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者和廣大科技人員踴躍投稿。本刊對(duì)來稿要求如下：內(nèi)容及稿件規(guī)范化要求來稿內(nèi)容要求具有前瞻性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和導(dǎo)向性，并且論點(diǎn)明確，文字精煉流暢，用字規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠。

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