带有接地金属箱的高压断路器的限制器 本发明涉及高压断路器的限制器，这种断路器是“死箱”式，即带有接地的金属箱，这种断路器安装在电力输电网或配电网中的高压电线的上游侧，本发明特别是关于这样一种限制装置，用于限制当线路发生故障跳闸后电压恢复的速度。
众所周知，位于高压电力线路上游侧的高压断路器必须能够切断发生在距下游几公里处的电力线路的故障，这种故障的特点是具有相当大的电流，例如，如果电力线路工作在145KV、60HZ，故障电流可以高达57KA。
由于故障特性与电力网的设计条件相关，由此当切断故障后电压恢复的程度是个不可忽视的问题，特别是与电压恢复速度du/dt相关的条件。例如，在上述设计地145KV、60HZ的工作范围内，要求电压恢复速度为13.6KV/μs。
由于目前断路器不能受到这样一种制约，为此一般在大地和断路器下游的电力线之间提供一个电容器，以便将电压恢复的速度限制到比所述断路器能够耐受的极限值更低的一个值。尽管如此，安装在这种设备中的电容器只是对降低断路器下游的恢复电压有效，但是对其上游或“电源侧”没有作用。
在上游侧的供电母线上直接连接一个死箱断路器，并且作用在其上的电容是不显著的，电源引线的电容较小，只有50PF到100PF数量级。尽管如此，要求其必须能够耐受上游和下游的电压恢复之和。
在上述电网的实例中，上游电压恢复速度du/dt的正常值为2KV/μs到7.8KV/μs，下游电压恢复速度du/dt的正常值为13.6KV/μs。上游电压恢复速度du/dt的高值7.8KV/μs是高频电压振荡的后果，所述的高频电压振荡是由于连接到电源的一组母线出现第一主要中断情况产生的反射。
如果在145KV的输电线上安装一个大电容，例如6nF到12nF，这样设想可以将下游的电压恢复速度减半，尽管如此，断路器端部的电压恢复速度仍然维持在相当高的程度，仍然远大于断路时的断路器能够耐受的值。
也可以在断路器的上游电源侧的一相和大地之间安置一个电容器，以便降低上游电压恢复的速度到一个与设定的限制器相协调的值，所述限制器由安置在线路侧的除了上述电容器外的另一个电容器构成。尽管如此，这种解决方案仍然不能令人满意，原因是断路器上游的电容器发生接地故障时该电容器会发生损坏。
本发明的目的是提供一种用于带有接地金属箱的“死箱”高压断路器的限制器，这种断路器包括分别连接到高压输电线和端接电源侧的连接线的端子，所述在电源侧的连接线应当使线路能够通过该断路器馈电，这种断路器的作用是当线路发生故障中断后限制电压恢复的速度。
根据本发明的特征，所述断路器包括一个安置在断路器箱之外的电容器，它电气连接在断路器的两个端子之间，用于在线路发生故障中断后限制断路器上游和下游的电压恢复速度。
本发明的特征和其优越性将在下面结合下列附图予以详细说明。
图1是包括本发明装置的原理示意图。
图2是表示电压恢复期间上游和下游的电压如何变化(du/dt)的曲线。
图3、4和5分别是本发明的限制器装置实施例的三个振荡曲线。
图1的示意图表示一个“死箱”式高压断路器1，它连接在电源的下游和通过断路器馈电的高压输电线的上游。特别是，该断路器的端子2连接到架空高压线的导线3上，端子4则通过一个导电主母线的连接钱(link)5连接到电源上。
采用这样一个实施例，所述断路器可以是由GEC ALSTHOM公司出品的HGF1012或1014型断路器。
当线路出现的故障足以启动所述断路器时，所述断路器引起断路，在电压恢复期间，与所述断路器1相连的限制器装置用于将电压恢复速度保持在一个可以接受的值。
根据本发明，提供一个限制器，它包括一个唯一的电容器6，它连接在断路器的端子2和4之间，也就是说连接到导线3和导电母线5。
这种配置可以减少在恢复期间的初始瞬间恢复电压阶段(ITRV)断路器1的上游侧的电压恢复速度du/dt。还可以减少在输电线上出现的第一电压恢复增大期间在下游侧的电压恢复速度du/dt。
在上述恢复期间，电压恢复瞬间信号的电压成份所含有的频率并不相同，这一点从图2的电压曲线图例中可以看出。在断路器上游侧的频率是处于兆赫级(曲线I)的，而下游侧的频率是处于250KHZ级(曲线II)，这是没有电容器限制装置的情况。
这表明，本发明的限制器装置的电容器6对于减少上游侧的电压恢复速度和减少下游侧的电压恢复速度都是有效的，根据电容器6的安置位置，电容器6的电容量可以小于其他安装在断路器的上游和下游的电容器的电容量之和。这样不再需要在断路器的上游和/或下游安装一个或多个电容器，从而避免了因之形成的缺点。
图3通过测试波形图的实例表示了初始瞬间恢复电压ITRV的变化规律。该波形图主更是受馈电母线组具有的电特性的影响，与断路器1的上游端子相连接的导电母线5是所述馈电母线组的一部分。
这个波形图具有以微秒级测量出的横坐标值，和以千伏级测量出的纵坐标值。从波形图可清楚地看出锐变的斜率变化率du/dt，表示电压恢复的初始阶段从时间t1开始，随着很小量的低幅值振荡之后而在返回到在恢复过程结束时的正常条件的衰减振荡阶段之前。
图4所示的波形图表示断路器两端上的恢复瞬间电压的波形图实例，没有考虑初始瞬间恢复电压ITRV。这个电压曲线是图3中所示的时间的函数，所取的是与图3的曲线相同的电压单元和时间单元。这个瞬间电压是电源侧电压恢复的低频分量及线路侧电压恢复的高频分量的和。
图5相应于这样的实际情况，即出现断路器上游引起的图3所示的初始瞬间恢复电压ITRV的同时，出现断路器下游引起的线路侧引起的电压振荡，这个振荡是如图4所示的电压振荡。
这个曲线显示出这样的特性：从中断瞬间开始，无需延时能够实现电压恢复，而且具有相当高的电压恢复速度。
本发明的这种装置将电容器6挎接在断路器1的两端，这样布置的优点是可以满足很高的操作要求。这是指这种情况，例如，在145KV和60HZ的电网情况下，如果设计电流为63KA，在断路器1的上游侧很难获得可以容许的恢复速度。
通过本发明这个实例表明，电容器6的电容量应选择为大约1-5nF。例如，如果断路器设定工作在上述条件下，并且能够切断对应于90％的63KA的线路故障，则电容器6的电容量应选择为5nF。该电容器能够将断路器下游侧的电压恢复速度从13.8KV/μs减少到6.6KV/μs，将断路器上游侧的电压恢复速度从7.8KV/μs降低为2.7KV/μs。
电容器的电容量根据断路器1的有源部分的规格还可以减少，这种减少需要断路器1的断路室具有相应的特性，也就是说，随着电容器电容量的减小，要求断路器本身的性能增加。电容器电容量完全有可能减小到600pF，或通常为100pF-1500pF。
电容器6安装在断路器1的外面，特别是安装在密封箱的外面，以免增加断路器金属箱的尺寸和费用。