500kV断路器断口击穿故障与防护措施分析

通过对几起500 kV断路器断口击穿故障的分析表明,断路器断口发生击穿后,无论是灭弧室内部断口击穿还是断口外绝缘表面闪络,故障电弧均不能自行熄灭,同时由于断口闪络电流较小且没有对地故障,各种保护装置均不能快速动作。持续燃烧数秒钟的电弧使灭弧室严重发热,劣化SF6气体,并引发断路器爆炸等更严重的设备故障。带有并联电抗器的线路断路器及发变组断路器发生断口闪络故障的风险较高。笔者在对断口闪络故障的原因进行分析的基础上,认为对断路器加装断口闪络保护可避免断口闪络引发设备故障,并分别针对带有并联电抗器的线路断路器和发变组断路器,对断口闪络保护的策略及保护定值进行了分析。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

40.5kV投切电容器组用双断口真空断路器的研究

针对40.5 k V真空断路器投切电容器组时重击穿概率高这一亟待解决的技术难题,利用串联断口技术实现电容器组电流开合,提出了40.5 k V双断口真空断路器的设计方案并进行了深入研究,以满足电力系统的要求。建立了由高频涌流振荡回路和工频振荡回路组成的容性电流开合试验回路,在试验样机上完成了多组背对背电容器组开合试验,表明双断口真空断路器可显著降低投切电容器组时的重击穿概率。采用合成试验方法对该样机进行了短路电流开合试验,表明双断口真空断路器具有足够的短路开断能力。为保证每个断口的工作负荷相近,对并联均压电容数值的选取进行了试验研究并确定了样机的优选值为400 p F。因此,文中提出的用于投切电容器组的40.5 k V双断口真空断路器设计方案是完全可行的。     

“十一五”电力电网建设与高压开关设备（二）

自主研发成功800kV双断口和550kV单断口SF6断路器西开电气自主开发的800kV高压SF6(双断口)罐式断路器和550kVSF6(单断口)罐式断路器,被评为2005年高压开关行业十件大事之一。该公司生产的高压SF6断路器,电压等级从126～800kV,额定电流至4000A,短路开断电流800kV断路器达到50kA,     

大容量SF6压气式断路器灭弧室中 瞬态热气流场的数值模拟

提出了一种分析发生在压气式断路器开断过程中灭弧室中气体流动的计算模型。并用一种新的差分法即改进型FLIC法编制程序计算了550kV双断口压气式SF     

超高压开关技术(4) 550kV单断口罐式SF_6断路器

<正>我国自主开发出拥有自主知识产权的550kV单断口罐式SF6断路器,这是继日本之后第二个拥有550kV单断口SF6断路器设计和制造技术的国家。众所周知,现代高压断路器的发展趋向高电压、大容量和小型化,550kV单断口SF6断路器的研制成功体现了高压SF6断路器技术的巨大进步。550kV单断口SF6断路器的灭弧单元经历了4断口→双断口→单断口。单断口相比双断口SF6断路器,产     

大容量SF6压气式断路器灭弧室中瞬态热气流场的数值模拟

提出了一种分析发生在压气式断路器开断过程中灭弧室中气体流动的计算模型.并用一种新的差分法即改进型FLIC法编制程序计算了550kV双断口压气式SF6断路器在空载及负载工况下灭弧室内的气体流动,通过对比分析,得出了电弧对灭弧室内气流特性的影响.     

基于Ansys静电场的含并联电容的超高压断路器电场分析及设计

计算了550 kV双断口间有无并联电容器组时的电压分布。另外,通过对含并联电容器组的550 kV断路器的灭弧室的电场计算分析和试验验证,指出了并联电容器设计时的合理布置至关重要,否则,很可能会引起电容器对金属屏蔽罩间的击穿。     

500 kV交流滤波器用断路器灭弧室爆炸故障分析与防范措施

为了解决一起500 kV交流滤波器用断路器灭弧室爆炸故障,笔者对故障断路器进行现场检查、返厂解体、关键部件检测、断口过电压仿真、抽样检查分析,在高海拔特高压试验基地,以同站临相断路器为试品,试验研究了交直流叠加下断路器的绝缘特性。研究结果表明:断路器灭弧室爆炸原因为该型号断路器内绝缘裕度偏低,且弧触头材质不佳,开断过程中产生的金属粉尘及装配过程遗留金属异物导致内部电场分布畸变,内部绝缘击穿放电。最后,结合交流滤波器断路器运行工况特殊性和灭弧室爆炸原因提出了预防性的措施和建议。     

550kV交流滤波器断路器灭弧室电场计算

交流滤波器小组断路器爆炸事故会给电网的安全稳定运行造成了极大的威胁,有必要通过对断路器的仿真计算来分析影响灭弧室内绝缘的因素以判断断路器的故障产生的原因。考虑到设备结构对称性,利用Solidworks软件建立了550 k V双断口瓷柱式断路器的单断口三维计算模型,包括动静弧触头、瓷套、SF6和空气包等,并采用有限元计算软件ANSYS开展三维静电场的仿真计算。通过对正常开断、瓷套壁有金属微粒、弧触头间有金属微粒、弧触头上有金属微粒和瓷套加宽等5种工况的计算,发现最大电场强度出现在断路器熄弧后7.5 ms时刻,弧触头上存在金属微粒将使最大场强值显著增加。适当提高灭弧室SF6气压并采取金属微粒吸附措施将有利于减少断路器内绝缘故障。     

由断口并联电容器介损偏大引起的750 kV SF_6罐式断路器故障分析

为掌握750 k V SF6罐式断路器出现闪络故障的原因和积累故障分析经验,针对新疆哈密750 k V变电站一起750 k V SF6罐式断路器故障,通过设备故障现场勘查、返厂解体、元件试验检测、产品质量溯源等手段,深入分析了故障元件的电气特性,寻找到该断路器发生故障的内因,确认该断路器是由于断口并联电容器介质损耗偏大引起的电容器爆炸,进而导致断路器断口击穿,最终演变成对地闪络,从而为今后750 k V断路器的故障查找和运维保障提供了可借鉴的经验和思路。     

串联真空灭弧室工频预击穿电流的自均压作用

为给多断口真空断路器的开发提供理论和试验依据,进行了小开距下单断口和三断口真空灭弧室的工频电压击穿试验。工频电压击穿试验结果表明,三断口真空灭弧室的各断口电压分布在总电压的上升过程中得到了一定的改善,设计了双断口真空灭弧室的工频电压分布试验验证了该结论。真空灭弧室在工频电压作用下会同时流过容性电流和预击穿电流,故引入了预击穿电流对上述试验现象进行分析,提出了串联真空灭弧室的工频预击穿电流具有自均压作用。仿真得到的场致发射电流和试验得到的预击穿电流波形基本一致,表明真空短间隙的击穿主要是由场致发射引起的。而真正决定断路器开断成败的是暂态恢复电压,指出了多断口真空断路器不能仅依靠这种自均压作用,还需配置合理的均压措施。     

合闸涌流对真空断路器重击穿特性的影响

真空开断技术已广泛应用于电力系统,但真空断路器在电容器组应用中仍存在问题,无法满足其投切要求,原因在于合闸涌流会破坏真空断路器绝缘性能。本文进行了在容性电流投切过程中合闸涌流影响真空灭弧室重击穿特性的试验研究。试验过程中分别对7.2kV和40.5kV等级真空断路器进行了电容器组投切试验。试验结果表明合闸涌流会直接影响触头表面状态,进而影响重击穿现象。当涌流幅值从0上升到5kA,7.2kV等级真空灭弧室重击穿概率会从5%上升到30%;当涌流幅值从4kA上升到5kA,40.5kV等级真空灭弧室重击穿概率会从3%上升到20%;此外,合闸涌流也会影响重击穿发生时间,随合闸涌流幅值上升,重击穿发生时间显著提前。     

550kV、63kA单断口SF_6断路器已安装于变电所

<正> 东芝公司制造的550kV、开断电流63kA的单断口SF_6断路器已安装在东京电力公司新筑波变电所.其灭弧室形状和触头驱动方式有了改进,绝缘恢复特性有显著提高,故能将过去的双断口改进成单断口结构.操动速度与过去相等,断口间不设置电容器.它比过去的双断口断     

某500 kV线路投运期间SF6断路器内绝缘故障浅析

某500 kV线路投运期间,一台SF6断路器发生内部闪络,根据调试记录电压电流波形对疑似故障相进行解体检查,解体发现了闪络点和SF6分解物。文章分析了断路器发生内部闪络的原因,并提出了应对措施。     

支柱绝缘子对交流滤波器断路器电场分布的影响研究

交流滤波器断路器是特高压直流输电系统交流滤波器场的重要组成部分,是系统无功功率变化时保证交流滤波器可靠频繁投切的重要电气设备.近年来,±800kV换流站内屡次出现交流滤波器断路器在投切过程中发生击穿及爆裂的现象,严重威胁着直流输电系统的安全稳定运行.为分析其原因,本文基于PSCAD/EMTDC搭建某±800kV直流输电系统及交流滤波器断路器电磁暂态仿真模型,结合在运交流滤波器断路器的外绝缘分布特征,仿真分析交流滤波器断路器双断口电压特征;根据交流滤波器断路器灭弧室的内部结构和参数,搭建了Ansys有限元仿真模型,仿真计算了灭弧室内电场强度分布.     

1例自能式SF_6断路器开断小电流失败故障分析

本文针对1例自能式SF6断路器开断小电流失败故障进行了详细分析,介绍自能式SF6断路器灭弧原理,结合动作特性试验和灭弧室解体情况分析故障原因,最后提出预防该类型断路器故障的建议。     

关合电容器组高频涌流对真空灭弧室绝缘特性的影响研究

研究发现单断口或者常规串联双断口真空断路器，无法有效提高电容器组开断参数、降低重击穿概率的原因为无法避免高频涌流电弧对触头表面的烧蚀破坏，从而导致断口绝缘强度大为降低。研究获得了高频涌流电弧烧蚀对真空断口绝缘强度和串联断口分压特性的影响规律；高频涌流电弧烧蚀对单个真空灭弧室和串联双真空断口绝缘强度的影响规律及串联断口的分压规律。实验结果表明，真空灭弧室受到涌流电弧烧蚀后场致发射电流大大增加，触头表面破坏越严重场致发射电流越大。触头都受到烧蚀后的串联双断口各自分压约50%，而未受烧蚀灭弧室与受烧蚀灭弧室的串联双断口，前者分压大于70%。以上研究成果可为提高断口绝缘强度、提升断路器电容器组开断参数及降低重击穿概率提供理论参考。     

双断口结构对特高压SF6断路器气流场影响分析

基于动网格技术,根据边界的运动、变形和重新构建计算区域的网格,对双断口特高压SF6断路器开断过程的气流场进行仿真。采用有限体积方法,对灭弧室内有源、有粘、可压且伴有激波、湍流的复杂流路的气流场进行数值计算。通过550kV单断口灭孤室与1100kV SF6双断口灭弧室总体与喷口、静弧触头、动弧触头周围气流场特性进行定量描述与对比分析,找到不同流路下的气流场的变化,为串联多断口结构对特高压SF6断路器介质恢复特性影响分析与设计提供基础。     

硅橡胶复合套管在550kVSF６断路器的应用研究

以550kV柱式硅橡胶复合套管断路器研制过程为例,指出"玻璃纤维增强环氧树脂"中的环氧树脂基体在高温下分解、电离是导致断路器预击穿时间越来越长的主要原因,并提出了套管内壁增加耐高温及绝缘内衬和修改灭弧室结构两种解决方法。改进后的断路器顺利通过容量试验,证明了解决方法的有效性。