ZW37A-40.5/2000柱上真空断路器樊高

对真空断路器在不同真空度情况下的有限元电场 分析，以及模拟实验的测量分析，可以得出以下几点结论:屏蔽罩电位与断路器外的测量点电位基本保持同步变化的关系，对测量点处电位的测量能够很好地反应屏蔽罩的电位；在压强小于10-2Pa的高真空下，测量电位的变化极其弱，检测难度较大。但在压强处于10-2Pa之上时，测量电位有较大的变化，因此可以对此时的电位进行测量，作为真空断路器检修的预警号。本文的分析结果给基于屏蔽罩电位测量真空度的方案提供了参考和依据，对在线真空度测量系统的研究具有积极意义。为进一步理解真空断路器开断过程中的电流零区现象， 分析了真空断路器开断短路故障和切除电容器组时瞬态恢复电压(transientrecoveryvoltageTRV)和弧后电流的相互作用。在PSCAD/EMTDC中建立了基于Langmuir探针理论的真空断路器弧后电流 模型， 结果和试验结果相符，验证了模型有效性。 结果表明：开断短路故障时，是否考虑弧后电流对TRV没有明显的影响，弧后电流大小则与TRV上升率成正比;切除电容器组时，弧后电流对起始TRV有显著影响，但对工频恢复电压没有影响。此外，短路类型、短路点位置、短路合闸相角、系统等效电感、电容等网络参数对TRV和弧后电流也有很大影响。研究成果有助于分析不同工况下真空断路器面临的开断考验。引言真空断路器采用真空作为灭弧和绝缘介产品研发、生产、销售和服务为一体的规模型企业，公司技术力量雄厚，设备配套完善，产品型号多样，随着公司的不断发展，产品设计科学、制作精良、造型美观，是现代电网建设的理想的配套产品，其中户内（外）真空断路器，隔离开关，负荷开关，氧化锌避雷器，熔断器，穿墙套管，绝缘子，电流互感器，高压电力计量箱等一系列高低压电气产品畅销全国各地我们以“科技兴业，质量创牌，诚经营，优良服务”的企业宗旨；一直致力于追求卓越的民族电气工业，为广大新老用户提供优质的产品和良好的服务而不懈努力，您的满意始终是我们追求的目标，真诚欢迎新老朋友惠顾，共创美好未来。质，具有熄弧能力强、体积小、重量轻、使用寿命长、无火灾危险、不污染环境等特点，广泛应用于40.5kV及以下电压等级的中压配网中。在真空断路器的电流开断过程中，由于真空电弧电压很小，从电流即将过零到过零瞬间，真空间隙一直充满着高电导率的电弧等离子体，从而与外电路之间没有明显的相互作用。电流过零时真空间隙中仍然存在许多残余粒子，包括电子、离子、金属蒸气和金属液滴等。电流过零后，触头间的残余电荷将在瞬态恢复电压(transientrecoveryvoltageTRV)的作用下发生定向移动，形成所谓的弧后电流。真空间隙随着残余粒子的不断扩散从高导电状态迅速转变成高阻状态。因此，真空电弧(如残余粒子扩散、弧后电流等)与外电路(主要为TRV)的相互作用主要发生在电流过零后。而在SF6断路器中，气体电弧与外电路的相互作用主要发生在电流过零以前。由于电流零区(尤其是零后几到几十μs内的间隙状态)是真空断路器成功开断的关键，故许多研究人员对其进行了试验和 研究，试图从中找到表征真空断路器开断性能的特征参数。如参文对真空断路器大电流开断过程的电流零区进行了高分辨率的参数测量。

混合型直流真空断路器工作原理混合型直流真空断路器典型结构见图1，它由斥力真空触头机构(VI)、换流电路(C-F-L-D)和避雷器(MOA)并联组成。混合型中压直流真空断路器的研究图1HDCVB结构示意图正常情况下，斥力真空触头机构处于合闸状态，换流晶闸管组件处于关断状态，换流电容预充电。当传感器检测到故障电流或控制器接到分闸指令后，立即触发斥力机构驱动触头分离(t1)，真空灭弧室触头分离形成真空电弧，触头间产生弧压。当触头间隙形成足够的开距或延迟一定的时间后(t2)，控制器向晶闸管组件F发出导通号，主回路电流i开始向换流支路转移，换流电容C的放电电流iC一部分可能会从二极管D上流过，VI支路电流iVI将逐渐减小直至过零熄弧(t3)。换流电流大于主回路电流部分将流过二极管支路(t3~t4)。当iD过零D截止后，主回路电流全部转移到C-F-L支路上(t4)，一体的规模型企业，公司技术力量雄厚，设备配套完善，产品型号多样，随着公司的不断发展，产品设计科学、制作精良、造型美观，是现代电网建设的理想的配套产品，其中户内（外）真空断路器，隔离开关，负荷开关，氧化锌避雷器，熔断器，穿墙套管，绝缘子，电流互感器，高压电力计量箱等一系列高低压电气产品畅销全国各地我们以“科技兴业，质量创牌，诚经营，优良服务”的企业宗旨；一直致力于追求卓越的民族电气工业，为广大新老用户提供优质的产品和良好的服务而不懈努力，您的满意始终是我们追求的目标，真诚欢迎新老朋友惠顾，共创美好未来。同时，断路器两端出现正向过电压。当换流电容反充电压大于MOA动作电压后(t5)，电流向MOA支路转移，MOA开始限压吸能。随着F电流减小到零后截止关断，短路电流全部转移到MOA上(t6)，系统感抗中存储的能量被MOA吸收耗散(t6~t7)，最终电流减小到零被切断，分断过程结束(t7)，见图2。混合型中压直流真空断路器的研究图2HDCVB分断过程示意图斥力真空触头机构VI上并联二极管组件D使分断过程中恢复过电压出现的时刻后移，为触头电流过零后动静触头间介质恢复创造了近似零电压的恢复过程，增强了触头间隙后续承受恢复电压的能力，提高了分断可靠性。在电感L两端并联续流二极管的目的是为了减小晶闸管组件通过浪涌电流后截止时的du/dt和降低电容反充电压幅值。基于强迫换流原理的HDCVB通流能力强，分断电流高，且分断时间短，限流效果和工程适用性好。5、结语混合型中压直流真空断路器方案，原理简单、分断速度快、可靠性高，可以实现大容量中压直流分断，基于斥力原理的真空触头机构可以实现额定电流通流和快速动作的功能;中压脉冲功率组件均压措施改善了串联应用的分压特性，采用扩大门极和强触发可有效提高浪涌通流能力，光控触发的方案实现了电气隔离，节约了触发电源;避雷器的能量等效性原则和参数设计方法等为中压直流短路器的研制打下了坚实的基础。

真空触头机构连入换流回路的阻抗是影响换流效率的关键因素。实验表明，混合型中压直流真空断路器可以成功满足舰船中压直流电力系统负荷和保护分断的要求。光控真空断路器模块应用于多断口真空断路器对电源可靠性和低功耗提出了更高的要求，为此进行了光控真空断路器模块低功耗自具电源模块设计。分析了自具电源的工作原理，优化设计了其取电电磁感应线圈(取电CT)的结构。电容器充电模块从电路结构，器件选型，转变工作方式等降低其工作时损耗。建立了永磁机构操动电容充放电特性模型，分析得到低损耗的 间歇控制策略。进行了智能控制器低功耗设计，实现了在线低功耗控制策略和离线休眠工作方式。 通过试验验证，优化后的取电CT工作范围在200A~3000A，满足在线自具电源模块工作，整体自具电源正常工作时损耗做到了300mW，满足电网停电3周，自具电源系统仍能驱动光控真空断路器动作。设计的自具电源满足系统对断路器的可靠性和智能性的要求。引言真空断路器应用真空作为灭弧及绝缘介质，熄弧能力强、体积小、重量轻，使用寿命长，无火灾危险，不污染环境，因此广泛应用于中压领域。但由于真空击穿电压与间隙长度间的饱和效应，单断口真空开关无法应用于更高电压等级，多断口真空开关可以弥补这一缺点。已经对多断口真空断路器的动、静态绝缘特性及动态均压问题研究多年，参文通过引入“击穿弱点”概避雷器，熔断器，穿墙套管，绝缘子，电流互感器，高压电力计量箱等一系列高低压电气产品畅销全国各地我们以“科技兴业，质量创牌，诚经营，优良服务”的企业宗旨；一直致力于追求卓越的民族电气工业，为广大新老用户提供优质的产品和良好的服务而不懈努力，您的满意始终是我们追求的目标，真诚欢迎新老朋友惠顾，共创美好未来。念和概率统计方法建立了双断口及多断口真空开关的静态击穿统计分布模型，得出三断口真空灭弧室的击穿概率比单断口真空灭弧室更低，并通过试验验证。参文分析并验证了均压电容对多断口真空断路器静动态均压效果。参文分析了双断口真空开关开断机理与关键因素。传统的多断口真空开关采用的是传统操动机构，整个操动系统的环节多.累计运动公差大而且响应缓慢，可控性差，效率低，各断口的动作同期性较差，不能满足多断口真空断路器的同期性和可靠性的要求。参文提出了基于模块化串联技术构成的多断口真空断路器实现策略：采用永磁机构操动，光纤隔离控制，模块高电位操动，分散性小，可靠性高，体积小，易于串并联。传统的簧操动机构采用220V交流电控制电磁操动机构脱扣。永磁操动机构的电源主要有站内直流电源、电容器组、蓄电池或者锂电池，来对合、分闸线圈放电[10]，但这些电源设计都是低电位电源供电，最终电源都是220V市电供电，基于光控真空断路器模块处于高电位，自具电源模块采用高压母线电流取电，解决了高电位供电问题。光控真空断路器模块采用电流取电与蓄电池储存电能联合为整套控制系统浮地供电，由于电流取电磁性元件的非线性限制了取电工作范围和取电功率，所以需要对光控真空断路器模块低功耗自具电源模块进行研究，满足在线充电和离线长时间维持供电的要求。本文对电源模块的电磁感应线圈部分进行了优化设计，以获取更宽的工作范围和输出功率。

结果表明，屏蔽罩电位与真空度具有一定的对应关系，并可以通过真空断路器外电场电位的测量来反应；真空断路器外电场电位在压强小于10-2 Pa 时的变化十分弱，而在大于10-2
Pa 时电位有较明显的变化。并通过实验室模拟测量实验，进一步验证了该结果的正确性。本文的分析结果给出了真空断路器外电场电位随真空度变化的规律，对基于屏蔽罩电位法在线测量真空断路器真空度具有一定的指导意义。  真空断路器是一种借助真空的良好熄弧性能来实现大电流开断的开关装置。与传统的空气开关、油开关相比，真空断路器有开断可靠、故障率低、维护量少、结构紧凑等优点，这使它逐渐在输配电系统中，特别
是在中压领域得到了广泛的运用。  作为一种以真空为熄弧环境的开关，真空断路器内真空度的高低是其重要的一个参数。然而，由于内部组件放气、密封口漏气以及密封组件渗气的存在，运行中的真空断路器内部真空度会随着工作时间的推移而下降。当真空度下降到一定程度时，其开断性能就会得不到保证，这不仅会造成本身设备的损坏，还可能引起整个电网的故障。因此，对真空断路器真空度的检测显得很有必要。真空断路器真空度的
检测方法分为离线检测与在线检测。在线检测凭借其操作简单，工作量少，实时性好等优点受到了人们的青睐。  目前常用的在线检测方法有耦合电容法、光电变换法、旋转式探头法、比例差分探头法和电磁波检测法，其中耦合电容法、光电变换法和旋转式探头法均是基于屏蔽罩电位的真空度在线检测方法，所以对真空断路器屏蔽罩电位的研究成为了真空断路器真空度检测研究中的一个热点。文献通过搭建实验系统对不同压强下的屏蔽罩电
位进行了测量，得出了灭弧室内部压强大于0.1 Pa 时与屏蔽罩上交直流电位的对应关系。文献通过物理数学模型建立了真空灭弧室内气体压强与相对介电常数间的关系，对灭弧室真空度和相对介电常数的关系进行了研究，得出了两者之间的对应关系，真空技术网认为这为进一步分析真空灭弧室真空度和屏蔽罩电位联系机理提供了新思路。  为了进一步探索高真空度下，灭弧室真空度与屏蔽罩电位及周围电场间的关系，本文借助于有
限元分析软件ANSYS对不同压强下的真空断路器灭弧室屏蔽罩及其周围电场进行仿真分析