基于正交设计的杯状纵磁真空灭弧室磁场特性分析

采用正交设计方法对杯状纵磁触头的杯厚、杯指数等7个触头设计参数进行实验设计，用三维有限元方法对实验方案进行磁场特性分析，其中磁场特性包括纵向磁感应强度、纵向磁场滞后时间以及导体电阻值。通过对实验结果进行方差分析，得出了触头设计参数对磁场特性影响程度的定量关系，由此找出影响杯状纵磁触头磁场特性的显著因素与非显著因素。对显著因素和实验结果进行回归分析，得出杯状纵磁触头磁场特性与显著因素关系的回归方程。采用正交设计方法，大大减少计算次数，提高计算质量。得到的结果可以为真空灭弧室的研究和设计提供参考。     

一种具有横纵磁场的新型真空灭弧室触头三维磁场仿真

对一种由螺旋槽横磁触头和杯状纵磁触头并联组成的新型真空灭弧室触头结构进行了磁场仿真,该触头内部的横磁触头和环形触头片材料为CuCr50,外部的纵磁触头的杯座材料为不锈钢。建立了三维触头结构模型,采用有限元分析方法对电流处于峰值时和电流过零时动、静触头表面和触头间隙中心处的静态磁场和瞬态磁场进行仿真,瞬态磁场计算过程中考虑到了涡流的影响。结果表明,该结构触头产生的纵向磁场在动、静触头表面及触头间隙中心处分布较均匀且磁通密度满足要求,有效磁通密度区域占触头表面积较大,电流过零后剩余磁场少,磁场滞后时间小,且导体电阻小。     

真空灭弧室零区剩磁补偿装置及效果

为研究纵磁真空灭弧室零区剩磁对电弧发展、弧后介质恢复强度的影响,建立10kV杯状纵磁触头真空灭弧室的暂态磁场模型,分析不同开距时零区剩余磁场分布和相位滞后情况,得到涡流对零区剩余磁场的影响规律。在此基础上,设计纵磁触头真空灭弧室零区剩磁补偿装置,该装置可实现脉宽0.5ms、磁场强度范围-50m T～50m T的自动补偿。搭建纵磁触头真空灭弧室零区剩磁补偿试验研究平台,通过高速CMOS相机拍摄电弧发展演变过程,采用弧后电流测量装置获得弧后特性参数,研究不同补偿磁场条件下的电弧发展过程、弧后电流和开断能力的影响规律。研究表明:电流为10kA时,杯状纵磁真空灭弧室零区剩磁为11.91～22.93mT,相位滞后为0.46～0.92ms,通过实验验证了零区剩磁补偿后开断能力提高了7.8%,所作研究为纵磁真空灭弧室触头优化和零区剩磁补偿提供了参考依据。     

杯状纵磁真空灭弧室开断能力与触头直径和触头开距的关系

研究了杯状纵磁真空灭弧室的极限电流开断能力与触头直径和触头开距间的规律,建立便于设计时应用的计算公式。从合成回路上开断能力的试验结果出发,将三维有限元法对杯状纵磁触头的纵向磁场的计算结果引入到开断能力与触头直径和触头开距的关系式中,初步得到极限电流开断能力与触头直径和触头开距的关系为I=k×D2×Bz0.4,式中k是系数。该式的物理意义是开断能力随触头直径的增加而增大,随触头开距的增加而减小。     

纵磁真空灭弧室的临界磁场

简要介绍了美国西屋公司最近研究获得的纵磁真空灭弧室交流临界纵磁经验公式,它对于设计灭弧室纵磁触头结构有重要的参考价值。     

五种纵向磁场真空灭弧室触头磁场特性分析比较

用三维有限元法研究了线圈、杯状,两极和四极及双线圈五种纵磁真空灭弧室触头的纵向磁感应强度分布、触头片上涡流分布和纵向磁场滞后时间.研究表明:(1)电流峰值时纵向磁场由强到弱依次排列为:线圈式触头、两极式结构、双线圈式触头、杯状和四极式触头;(2) 电流过零时剩余磁场由弱到强依次为:四极式触头、两极式触头、杯状触头、双线圈式触头和线圈式触头; (3)纵向磁场较强处滞后时间由小到大依次为:两极式触头、四极式触头、线圈式触头、双线圈式触头和杯状纵磁触头.     

不同触头结构真空灭弧室分断能力的测量分析及应用前景

作者测量了不同触头结构中高压等级真空灭弧室的分断能力及弧压特性，并对各种触头的设计思想及熄弧原理进行了讨论，通过对比分析，指出将单极线圈式纵磁和多极线圈式纵磁头应用于国内中高压等级真空灭弧室的必要性。     

12kV真空灭弧室触头合闸冲击下疲劳寿命研究

真空灭弧室合闸过程中,触头往往会承受较大的合闸冲击,在多次合闸操作后,触头极有可能产生疲劳破坏,从而影响真空灭弧室的工作性能。该文建立VS1型真空断路器操动机构动力学仿真模型,对断路器合闸过程中动触头动态特性进行计算;并利用三维非线性显示动力学分析软件LS-DYNA对杯状纵磁触头合闸冲击碰撞过程进行模拟,得到触头结构在合闸冲击作用下各时刻的应力应变结果;在nCode软件中建立真空灭弧室触头结构疲劳寿命分析流程,对触头结构疲劳寿命危险区域进行预测,并对支撑盘结构进行优化以提高触头结构疲劳寿命。结果表明：在冲击载荷作用下,杯状纵磁触头杯指及触头片开槽处会产生应力集中现象,易发生破坏;三种支撑盘结构中,凸台型支撑盘能使触头结构应力分布更加合理,可有效提高触头疲劳寿命。     

真空灭弧室纵向和横向磁场触头优化应用

简要介绍横磁触头和纵磁触头的作用原理、功能及物理特性，同时在低、中、高电压范围内，对2种触头的开断能力、电阻、灭弧室尺寸及生产成本的优劣作了对比。     

一种新型高压真空灭弧室触头及其特性

高压真空开关的核心部件之一是真空灭弧室,由于其触头开距较大,因此多采用纵向磁场触头,希望触头间隙有较强且较均匀的纵向磁场,这样可降低电弧电流密度,降低电弧能量,从而提高开断性能。该文提出了一种适合应用于高电压等级真空灭弧室的新型纵向磁场触头结构,该触头结构结构简单,便于加工,而且结构强度更好。利用有限元方法对这种新型的真空灭弧室磁向磁场触头间隙的磁场分布特性进行了计算与分析, 结果表明其磁场特性优于现有传统纵磁触头结构。利用这种新型触头结构制做了真空灭弧室样机,在单频LC振荡回路上进行了性能测试,结果表明在触头开距为40和60 mm时其同样具有良好的开断短路电流的性能。     

L型GIS管道对电磁波传播的影响及等效电路建模

在GIS管道中传播的电磁波,在诸如拐弯、盆式绝缘子及套管等结构改变的位置,其电磁场分布会产生局部的畸变。这种畸变通常以集总电路元件的形式补偿到描述电磁波的传输线模型中。本文针对管道L型拐弯讨论了由电感和电容组成的π型和T型两种等效补偿电路。基于电磁场仿真得到的L型管道的二端口网络参数,运用传输线理论导出了补偿电感和补偿电容的计算公式。结合某特高压GIS管道尺寸参数,计算得出π型补偿时补偿电容大约在15~40p F,补偿电感大约在0.08~0.23μH,且随频率变化;T型补偿时,电容值大约在15~32p F,电感值大约在0.1~0.2μH。比较了考虑和不考虑补偿电路两种情况下传输特性的差异,结果表明,两种情况下终端负载上的时域电压波形的差异与负载阻抗大小有关,总体来说终端开路和短路时差别大,匹配时差异小。     

氧化锌压敏电阻8/20 μS脉冲电流下的伏安特性曲线分析

氧化锌压敏电阻器在8/20μS脉冲电流下的伏安特性曲线,在电流上升沿和和下降沿呈现不重合的回线特征。本文以压敏陶瓷体在击穿后的电流区以非线性电阻、晶粒电阻、等效电感和引出电阻相串联的物理模型为基础,提出陶瓷体等效电感、电极等效电感和引线电感共同构成压敏电阻的等效串联电感,电极等效电阻和引线等效电阻共同构成引出电阻,串联电感形成回线特征。按照这一模型,用测量数据可以推算出不同电流点的串联电感值,等效电感值是一个常数,并可推断陶瓷体等效电感确实存在且为常数。可以确认,除了引出电感(含引线电感和电极等效电感)外,伏安特性的回线特征是压敏陶瓷体的本征特性。     

层压方法对功率型LTCF变压器结构及性能的影响

采用双层硅胶加盖不锈钢材质层压板的层压方法制备功率型低温共烧铁氧体(LTCF)变压器。通过断面显微结构、电感值及耐压的测试,研究了层压方法对其结构及性能的影响。结果表明,相对于传统的层压方法,新方法制作的变压器层压受力均匀、表面不平整度≤±5μm/10 mm,无凸起、分层,排胶烧结过程中未出现开裂、翘曲等缺陷,显微结构理想。变压器性能为,初级电感:≥60μH、次级电感:≥2.6 m H、漏感:≤35μH、耐压:≥1500V(DC),且满足高低温应用环境(-55~+85℃)下磁性能使用可靠性和环境适应性要求。     

基于等效电感方法的电磁式双凸极电机系统简化控制模型

针对电磁式双凸极电机（DSEM）的特点，提出了等效电流的概念，在此基础上提出一种基于等效电感的建模新方法。该方法用恒定的等效电感替代随角度变化的实际电感，替代前后双凸极电机的平均转矩保持不变，但其模型与直流电机模型完全一样，因此，可以象直流电机那样方便地进行仿真与控制系统的工程设计。为了验证等效电感建模法的有效性。文中在不同激励与工作状态下，将基于等效电感模型的电机输出特性与基于分段线性电感模型的电机输出特性进行了仿真比较，两种模型输出特性非常接近，表明等效电感模型具有比较高的精度；最后进行了系统实验，所得实验波形与仿真波形基本一致。等效电感建模法还可以推广应用到开关磁阻电机等场合。     

The measurement of variations in short-circuit resistance upon transformer tests for short-circuit stability

Variations in the input-circuit inductance—namely, equivalent inductance—are usually measured in the process of single-phase testing of three-phase transformers for short-circuit stability using equivalent circuits for damage identification. The problem of recalculation of equivalent inductance to short-circuit inductance of the tested phase and the errors arising due to such recalculation are considered.     

利用耦合电感改善EMI电源滤波器高频幅频特性的研究

高频开关电源的传导性电磁干扰EMI（ElectroMagnetic Interference）是电力电子装置应用的主要障碍之一,EMI电源滤波器能有效抑制其干扰传导。在高频状态下．EMI电源滤波器的电容器和电感器所带有的等效寄生参数会影响EMI高频性能,基于此提出了利用高频元器件的等效寄生参数间的互感耦合改善滤波器高频性能的措施,考虑了差模电感与电容器的寄生串联电感之间存在互感耦合以及2个串联支路的串联电感之间存在耦合电感2种情况。在分析带有寄生参数的差模等效电路的基础上,进行了仿真研究。结果表明,利用寄生参数的互感耦合使得EMI电源滤波器的高频性能有所改善。     

三相变压器等效瞬时电感的计算分析及CT配置新方案

葛宝明等人以单相变压器模型为基础,提出一种利用等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流的算法,具有较好的识别效果。但对于三相变压器不同接线方式,尤其是YΔ/接线方式下等效瞬时电感的计算问题,目前还未见相关文献研究,该文对此问题进行了深入的分析和探讨,研究结果对利用等效瞬时电感变化特性判别变压器励磁涌流算法在工程中的应用,具有一定的指导意义和参考价值。针对变压器Δ侧绕组内部环流对等效瞬时电感计算结果影响大,而又难以通过线电流计算得到的特点,提出了一种新型的变压器差动保护CT配置方案。该方案保证了等效瞬时电感的正确计算,同时又不会使差动保护存在保护死区。     

Inductance modelling of SWCNT bundle interconnects using partial element equivalent circuit method

Partial element equivalent circuit method (PEEC) is used to model the total loop inductance of a single wall carbon nanotube (SWCNT) bundle interconnects in a ground-signal-ground (GSG) configuration. Nanotube bundle is modelled as an equivalent rectangular conductor using the proposed equivalent area model, where the conductor area is determined by the area of single nanotube and total number of nanotubes in the bundle. Magnetic inductance and total inductance are calculated after obtaining the partial mutual and partial self inductance values from this method. The effects of spacing to width ratio and wire length over the total inductance are also presented in this paper.     

基于非饱和区等效瞬时电感的变压器励磁涌流鉴别方法

变压器的等效瞬时电感能够反映其饱和程度的变化,按照差流大小将变压器的运行状态划分为饱和区与非饱和区．分析了变压器经历励磁涌流和短路故障过程中,其等效瞬时电感值在饱和区与非饱和区内的变化范围及特点．根据非饱和区内等效瞬时电感大小区分励磁涌流和短路故障的方法。该方法原理清晰、整定简单、裕度大。试验结果证明,在区内短路故障以及带故障合闸时,该方法能够快速开放差动保护：在励磁涌流时,能够可靠闭锁差动保护,并有良好的抗电流互感器饱和特性．具有工程实际应用价值。     

一种推挽式变换器的漏感影响研究

根据磁势平衡原理,研究了一种带桥式整流输出的推挽式变换器的工作波形及性能影响因素,主要结合变压器激磁电感和漏感效应,建立了变换器等效电路模型和数学解析模型,详细讨论了激磁电感跨接在变压器原边两绕组之间时,推挽变换器无漏感和漏感等效于副边侧时的物理关系和理论波形。深入分析了漏感对开关管端电压、电路输出电压和能量回馈等方面造成的影响及消除方法。通过Matlab仿真验证了有关模型及理论分析结果的正确性。