真空直流开断固有介质恢复强度研究 被引量：26

1

作者 秦涛涛 董恩源 +1 位作者 刘贵新 邹积岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1453-1459,共7页

为研究直流开断过程中触头开距、燃弧时间及电流过零时的di/dt对真空开关开断能力的影响,对真空开关分断之后的固有介质恢复强度进行了测量,即不加恢复电压下触头间隙介质的自由恢复过程。文中设计了永磁–斥力混合式快速机构,并采用转... 为研究直流开断过程中触头开距、燃弧时间及电流过零时的di/dt对真空开关开断能力的影响,对真空开关分断之后的固有介质恢复强度进行了测量,即不加恢复电压下触头间隙介质的自由恢复过程。文中设计了永磁–斥力混合式快速机构,并采用转移强迫过零开断的方法,在合成回路实验系统中进行了真空小电流直流开断。搭建了用于测量弧后固有介质恢复强度的高压脉冲产生电路,在电流过零之后采用单电源高压脉冲放电法测量了不同触头开距、不同燃弧时间及不同di/dt下的触头间隙的固有介质恢复强度。研究结果表明:该文实验条件下的直流开断过程中存在一个临界开距,在此开距范围内,选择较快的分断速度和较短的燃弧时间,能够提高电流过零后电极间隙的固有介质恢复强度。同等开距同样的燃弧时间下,选择较低的反向电流过零频率能够提高电流过零后的固有介质恢复强度。 展开更多

关键词 直流开断 强迫过零 真空电弧 固有介质恢复强度 高速机构

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多断口直流真空断路器介质恢复强度研究 被引量：18

2

作者 刘晓明 黄翀阳 邹积岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期5357-5364,5418,共9页

以126 k V模块化多断口直流真空断路器为研究对象,在连续过渡模型建模中考虑金属蒸气与离子密度的影响,给出中频真空电弧介质恢复动态数学模型;通过对其开断过程的数值仿真,得到断口间鞘层动态变化与介质恢复强度变化关系曲线以及弧后... 以126 k V模块化多断口直流真空断路器为研究对象,在连续过渡模型建模中考虑金属蒸气与离子密度的影响,给出中频真空电弧介质恢复动态数学模型;通过对其开断过程的数值仿真,得到断口间鞘层动态变化与介质恢复强度变化关系曲线以及弧后电流、瞬态恢复电压与新阴极表面电场强度分布。采用对比分析方法,研究各断口间瞬态恢复电压分配规律以及弧后介质恢复强度影响因素。研究结果表明:由于线路阻抗产生的瞬态恢复电压等因素使得各断口间开断电压及电弧能量分配不均,某一断口所受电压及电弧能量高于其他断口,金属蒸气初始密度大且弧后电流下降率较大,瞬态恢复电压上升速率更快,鞘层发展速度缓慢,新阴极表面场强较高,易发生重击穿从而导致断路器开断失败。在换流回路中采用较大电容以保证TRV合理分配,进而提高多断口直流真空断路器开断性能。 展开更多

关键词 多断口直流真空断路器 连续过渡模型 瞬态恢复电压 介质恢复强度 金属蒸气密度

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SF_6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算 被引量：3

3

作者 李小滨 王其平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第12期1-7,共7页

应用Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ法对可压缩气体非稳态控制方程组进行了数值求解，计算了ＳＦ６压气式断路器灭弧室在不同压比、不同喷口形状下的流场分布．通过对计算结果的分析。

关键词 灭弧室 气流场 电容性电流 介质恢复强度 断路器

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SF_6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算 被引量：1

4

作者 赵中原 高有华 王尔智 《沈阳工业大学学报》 CAS 2000年第4期293-295,共3页

提出了变形流体网格两步法并对可压缩气体非稳态控制方程进行了数值求解，此方法可解决 跨音速、冲击波共存的情况．对ＳＦ_６断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计 算，给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况... 提出了变形流体网格两步法并对可压缩气体非稳态控制方程进行了数值求解，此方法可解决 跨音速、冲击波共存的情况．对ＳＦ_６断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计 算，给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况，解决了ＳＦ_６断路器灭弧室内具有大畸变的粘性 流体的数值计算．并对灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算． 展开更多

关键词 灭弧室 气流场 电容性电流 介质恢复强度 六氟化硫断路器 计算

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喷口型面及尺寸对SF_6高压断路器介质强度恢复特性的影响 被引量：11

5

作者 关盛楠 王尔智 +2 位作者 刘海峰 王连鹏 李莉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期6-11,共6页

SF6高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用,从而成为灭弧室的心脏。该文以252kVSF6断路器为研究对象,研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响;应用激波理论和... SF6高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用,从而成为灭弧室的心脏。该文以252kVSF6断路器为研究对象,研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响;应用激波理论和拉伐尔喷口中流速与截面比的关系,研究了局部"放-收"型面及2段型面对吹弧气体的控制作用及对介质强度恢复速度的影响;比较了在不同的喷口尺寸及型面下介质强度的恢复速度,得出喷口下游的型面对开断过程中介质强度恢复速度影响显著的结论。这对SF6高压断路器喷口的优化设计及灭弧室小型化设计具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 SF6断路器 喷口 激波 介质强度恢复特性

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高压SF6/N2混合气体断路器冷态介质恢复特性计算分析 被引量：5

6

作者 林莘 李璐维 +2 位作者 李鑫涛 苏安 陈会利 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期4620-4630,共11页

基于N-S方程与拉氏方程对空载SF6/N2混合气体断路器灭弧室内的气流场和电场建立数学模型,计算断路器开断过程的气流特性和电场分布,分析混合比对触头间介质强度薄弱区域的气流特性影响。提出SF6/N2混合气体的击穿判据,计算不同SF6/N2混... 基于N-S方程与拉氏方程对空载SF6/N2混合气体断路器灭弧室内的气流场和电场建立数学模型,计算断路器开断过程的气流特性和电场分布,分析混合比对触头间介质强度薄弱区域的气流特性影响。提出SF6/N2混合气体的击穿判据,计算不同SF6/N2混合比、开断速度及充气压力的介质恢复强度,研究断路器重击穿现象,结合SF6/N2混合气体液化温度、全球变暖潜能值,提出适用于断路器空载操作要求的SF6/N2配比方案。计算结果表明：在开断过程气流特性的作用下,介质恢复强度曲线呈现随开距增加先上升后下降,再继续升高的趋势。当灭弧室内触头间开距为14mm时,20%SF6/80%N2和80%SF6/20%N2的介质恢复强度分别是纯SF6的54.5%和91.5%;对于不同比例的SF6/N2混合气体,相同时间内开断速度9.6m/s与4.8m/s相比,介质恢复强度的增长速率明显加快;开距14mm时,60%SF6/40%N2在充气压力0.7MPa下的介质恢复强度是0.9MPa下的77.8%。考虑液化和温室效应问题,当灭弧室压力0.7MPa、开断速度9.6m/s时,SF6/N2的最佳混合比为60%：40%。 展开更多

关键词 SF6/N2 断路器 气流场 电场 介质恢复强度

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基于电流转移的CO2气体断路器动态介质恢复特性 被引量：4

7

作者 程显 杨培远 +2 位作者 葛国伟 程子霞 王华清 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期5030-5038,共9页

为提高CO2气体断路器动态介质恢复强度,首先提出采用串联晶闸管与限流电阻串联的电流转移提升其动态介质恢复强度的方法,建立基于电流转移的CO2气体断路器开断仿真模型,仿真结果证明了增加电流转移可在一定程度上提高其动态介质恢复强... 为提高CO2气体断路器动态介质恢复强度,首先提出采用串联晶闸管与限流电阻串联的电流转移提升其动态介质恢复强度的方法,建立基于电流转移的CO2气体断路器开断仿真模型,仿真结果证明了增加电流转移可在一定程度上提高其动态介质恢复强度。然后搭建基于电流转移的CO2气体断路器动态介质恢复特性实验平台,实验研究了有/无电流转移、不同转移电阻、不同提前过零时间等条件下其动态介质恢复强度及增益效果。研究结果表明:CO2气体断路器动态介质恢复强度随提前过零时间增加逐渐增大;提前过零1.2ms时CO2气体断路器在电流过零后1ms其耐压水平已达20kV以上,为无转移时的2倍以上,已满足一定绝缘要求;选取200~250m?转移电阻为"最优"转移电阻,可实现CO2气体断路器"最优"动态介质恢复强度。实验结果可为大容量CO2气体断路器研制奠定基础。 展开更多

关键词 CO2气体 Mayr电弧模型 动态介质恢复强度 电流转移

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CO2气体间隙动态介质恢复特性及调控措施 被引量：3

8

作者 程显 杨培远 +2 位作者 葛国伟 陶春蓉 焦连曜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3487-3493,共7页

为探究CO2气体作为环保型灭弧介质替代SF6气体的可行性,针对CO2气体间隙动态介质恢复特性及调控措施展开研究,搭建了CO2气体间隙动态介质恢复特性试验平台,研究了CO2气体的固有动态介质恢复强度、时间等特性,并研究了气体压力、开距的... 为探究CO2气体作为环保型灭弧介质替代SF6气体的可行性,针对CO2气体间隙动态介质恢复特性及调控措施展开研究,搭建了CO2气体间隙动态介质恢复特性试验平台,研究了CO2气体的固有动态介质恢复强度、时间等特性,并研究了气体压力、开距的影响。在此基础上,系统研究了不同气吹方式、速度、电流转移等调控方式对CO2气体间隙动态介质恢复强度的影响。试验结果表明:短间隙下CO2气体的固有动态介质恢复强度较差,增加气吹后其介质恢复强度在电流过零后3ms内增大了3~5倍;长间隙下其介质恢复强度在电流过零后1.2ms时不足12.5 kV,增加气吹且气吹速度(体积流量)为30 L/min时其介质恢复强度均为无气吹时2倍以上,同一气吹速度,采用"一字形"、"A字形"、"V字形"3种不同气吹方向对间隙介质恢复强度均有提升,其中"一字形"气吹下间隙介质强度恢复效果最佳;采用电流转移后,其介质恢复强度有明显提升,基本为传统情况下2倍以上,研究结果为CO2气体应用于大容量断路器中提供了可行性依据。 展开更多

关键词 CO2气体 动态介质恢复强度 调控措施 气吹 电流转移

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中压混合式直流断路器真空短间隙介质恢复特性 被引量：14

9

作者 王华清 程显 +3 位作者 葛国伟 杨培远 程子霞 谢伟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期377-384,共8页

为指导混合式断路器中真空开关与IGBT的智能配合策略,并提升IGBT的短脉冲开断裕量,对中压混合式直流断路器中真空短间隙的介质恢复特性进行了研究。分析了零电压型中压混合式直流断路器的工作原理,得到IGBT承担电流的时间取决于真空短... 为指导混合式断路器中真空开关与IGBT的智能配合策略,并提升IGBT的短脉冲开断裕量,对中压混合式直流断路器中真空短间隙的介质恢复特性进行了研究。分析了零电压型中压混合式直流断路器的工作原理,得到IGBT承担电流的时间取决于真空短间隙介质恢复特性的结论,采用等效实验方式搭建了真空短间隙介质恢复特性试验电路,利用脉冲电压测试电流转移完成后真空短间隙的介质恢复特性,研究了开距、电流幅值、电流下降率对真空介质恢复特性的影响。试验结果表明:在电流小于4 kA时,真空短间隙平均介质恢复速度主要由开距和电流下降率决定,并通过数据处理得到了真空短间隙的介质恢复特性的数学描述,为1.5~10 kV电压等级的中压混合式直流断路器快速可靠开断提供设计依据。 展开更多

关键词 中压混合式直流断路器 真空开关 介质恢复强度 电流转移

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SF_6自能膨胀式断路器开断大电流过程的数值模拟与分析 被引量：3

10

作者 张俊民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期6-9,17,共5页

在建立喷口电弧与喷口烧蚀蒸气相互作用的数学模型基础上,应用有限元方法数值模拟了SF6自能膨胀式断路器开断大电流的过程,计算并分析介质恢复过程。研究结果表明:膨胀室内压力的建立与燃弧过程密切相关,第二个电流半波的燃弧过程,对压... 在建立喷口电弧与喷口烧蚀蒸气相互作用的数学模型基础上,应用有限元方法数值模拟了SF6自能膨胀式断路器开断大电流的过程,计算并分析介质恢复过程。研究结果表明:膨胀室内压力的建立与燃弧过程密切相关,第二个电流半波的燃弧过程,对压力的影响较第一个电弧电流半波的大,是压力建立的关键过程。电流过零后灭弧室气流特性主要为:由于膨胀室内气流的作用,喷口喉部内形成一滞止区,弧隙间的温度迅速下降,喷口下游气流逐渐发展成超音速流。介质强度恢复特性表现为迅速上升的过程,而后为缓慢上升的过程;开断电流减小,介质强度恢复的速度快,介质强度高。 展开更多

关键词 电弧动态数学模型 膨胀室 气流场 介质恢复强度

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基于SF_6替代气体的高压混合断路器开断特性 被引量：15

11

作者 程显 陈占清 +2 位作者 葛国伟 焦连曜 廖敏夫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3862-3868,共7页

为研究基于SF_6替代气体的高压混合断路器的开断特性,搭建了气体间隙与真空间隙串联的混合断路器实验样机,向气体间隙分别充入SF_6气体与CO_2气体。基于合成回路,实验对比两种混合断路器的开断性能差异,分析气体灭弧介质对混合断路器开... 为研究基于SF_6替代气体的高压混合断路器的开断特性,搭建了气体间隙与真空间隙串联的混合断路器实验样机,向气体间隙分别充入SF_6气体与CO_2气体。基于合成回路,实验对比两种混合断路器的开断性能差异,分析气体灭弧介质对混合断路器开断性能的影响,讨论影响CO_2气体间隙开断能力的主要因素。实验结果表明:合理的开断控制策略下,真空间隙可为气体间隙提供约100μs的介质强度恢复时间,但受限于旋弧灭弧室中CO_2气体较慢的介质强度恢复速度,相较于SF_6气体间隙,CO_2气体间隙难以配合真空间隙获得理想的开断效果;CO_2气体间隙充气压力自0.6 MPa增大至0.8 MPa对其开断能力提升有限;电流过零后500μs,0.8 MPa的CO_2气体间隙耐压水平仅为8 k V。建议结合CO_2气体自身特性优化气体灭弧室结构,提升其开断能力,为发展基于CO_2气体的大容量混合断路器奠定基础。 展开更多

关键词 SF6气体间隙 CO2气体间隙 真空间隙 介质强度恢复速度 开断性能

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40.5kV投切无功负载专用SF_6断路器设计 被引量：2

12

作者 杨芳 朱志豪 +1 位作者 袁端磊 曹胜利 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期103-108,共6页

首先简要分析了投切无功负载专用断路器的研究现状,然后基于投切无功负载过电压较高的特点,采取提高分闸速度,优化电场和气流场等措施设计出一种投切电容器组、电抗器组专用SF6断路器,对断路器的灭弧室在开断过程中的气流场、电场等进... 首先简要分析了投切无功负载专用断路器的研究现状,然后基于投切无功负载过电压较高的特点,采取提高分闸速度,优化电场和气流场等措施设计出一种投切电容器组、电抗器组专用SF6断路器,对断路器的灭弧室在开断过程中的气流场、电场等进行了仿真计算,根据仿真和理论分析计算了开断后介质强度恢复特性,分析表明该断路器能满足设计要求。最后按照IEC 62271-100:2003标准要求,对该断路器在荷兰KEMA试验站顺利通过了投切高参数无功负载的相关型式试验,验证了设计的正确性。 展开更多

关键词 SF6断路器 无功投切 气流场 介质恢复强度

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真空直流强迫过零开断过充特性 被引量：3

13

作者 秦涛涛 张颖 +1 位作者 董恩源 邹积岩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2663-2669,共7页

为研究过充对真空直流强迫过零开断的影响,基于永磁–斥力混合式快速机构和转移强迫过零开断方法,在合成回路试验系统中进行了真空小电流直流开断试验。通过搭建隔离式弧后电流测量装置及介质恢复强度测量装置,研究了过充条件下的截流... 为研究过充对真空直流强迫过零开断的影响,基于永磁–斥力混合式快速机构和转移强迫过零开断方法,在合成回路试验系统中进行了真空小电流直流开断试验。通过搭建隔离式弧后电流测量装置及介质恢复强度测量装置,研究了过充条件下的截流电流、弧后电流及弧后介质恢复强度,得到了过充电压与前述3者之间的影响关系。研究结果表明:截流电流、弧后电流以及弧后介质恢复强度均随过充电压增大,换流频率对截流值和弧后电流的影响大于过充电压的影响,起主导作用。过充电压达到一定值后,出现第一过零点开断失败现象,在该文试验条件下,过充电压应控制在可开断成功的临界换流电容电压的4倍以内。 展开更多

关键词 直流强迫过零开断 过充 弧后电流 截流 介质强度恢复

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断路器特性对切除35kV空母线并联电抗器操作过电压的抑制效果 被引量：10

14

作者 郑一鸣 徐华 +2 位作者 金佳敏 刘浩军 刘石 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期5282-5291,共10页

切除空母线并联电抗器时,极易出现电弧复燃和等效截流等现象,产生的操作过电压会造成相关设备相间短路和电抗器匝间绝缘损毁等故障,威胁电气设备安全。切除220kV变电站35kV空母线并联电抗器时操作过电压导致的设备故障时有发生,危及电... 切除空母线并联电抗器时,极易出现电弧复燃和等效截流等现象,产生的操作过电压会造成相关设备相间短路和电抗器匝间绝缘损毁等故障,威胁电气设备安全。切除220kV变电站35kV空母线并联电抗器时操作过电压导致的设备故障时有发生,危及电网安全稳定运行。从切除并联电抗器过电压产生的机理、危害和抑制思路等方面开展系统分析,对比断路器性能和投切位置对过电压的抑制效果,并进行现场实测和PSCAD仿真分析,为35kV空母线并联电抗器操作过电压的抑制提供了解决思路和工程经验。 展开更多

关键词 并联电抗器 空母线 介质绝缘恢复强度 操作过电压 暂态仿真

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