直流隔离开关接触系统热稳定性仿真分析

以ZGW5-150型直流隔离开关接触系统为研究对象,运用SolidWorks软件建立触头与触指的三维简化模型,且通过理论计算其接触系统产生的焦耳热,利用ANSYS Workbench软件进行接触系统温升仿真,通过分析直流隔离开关触头与触指在稳态条件下的温升情况可知,直流隔离开关在7 500 A下可以正常工作,其接触系统最高温度为55.297℃,将仿真结果与试验数据对比,结果基本一致,误差满足精度要求。     

GW6B-252型隔离开关触头温升与接触状态关系研究

高压隔离开关异常发热是电力系统中长期存在的安全隐患。温升是评估隔离开关运行状态的一个重要指标,接触电阻值是表征导电回路联接是否良好的关键参数。隔离开关设备的温升主要受接触电阻控制,接触电阻值变化时,将引起隔离开关整体温度分布改变。文中针对隔离开关不同缺陷对隔离开关触头接触电阻和触头最大温升的影响进行相关试验,最终得到GW6B-252型隔离开关触头压力应该在400 N以上,且触头污秽对隔离开关温升影响最大的结论。     

550kV高压隔离开关热稳定性分析

550 kV高压隔离开关在实际运行中由于电阻损耗发热而温度升高,甚至会超过允许温升,而影响其工作性能。尤其是隔离开关的接触电阻,直接影响其热稳定性,严重时可能引起烧瓷粘连事故。为了保证高压隔离开关工作的安全性和稳定性,建立了三维有限元分析模型,计算了550 kV高压隔离开关的损耗,得到了电流分配情况。通过瞬态热分析,讨论了隔离开关在65 kA/3 s下的热稳定性,并且研究了接触电阻、接触面积及电流对动静触头接触点温升的影响。计算结果为产品试验提供了参考,分析方法为产品设计提供理论指导。     

两种不同结构梅花触头的电接触性能分析

梅花触头作为开关柜主回路通流的重要部分,动静触头接触的好坏,将直接决定电路是否可靠运行。目前市场上的梅花触头分为单触指结构和双触指结构,为了确定两种结构在性能上的差异,文中采用有限元仿真和实验相结合的方法,分析了两种结构温升和耐磨性的差异,以及不同数量触指失效后梅花触头的接触电阻变化规律。研究结果表明：单触指结构的散热效果比双触指结构好,温升低2 K左右;两种触指结构耐磨性基本无差异,在干摩擦条件下,不到500次均出现严重漏铜,涂抹导电膏润滑条件下,均能满足3 000次机械寿命要求;单触指结构的触指与静触头间的接触电阻更小,接触面积更大,触指有效利用率更高。     

隔离开关触点静态接触下热稳定性研究

为了研究GW4-220 kV高压隔离开关热稳定性,在建立矩形和W形截面触指触点静态接触下接触系统稳、瞬态数学模型和有限元模型的基础上,从理论和仿真两方面研究了隔离开关在50 kA/3 s下的热稳定性。结果表明:导电回路发热主要出现在接触系统,而接触处发热又主要为接触电阻发热,最高温度出现在接触线处;在承受短路电流50 kA/3 s时,热稳定性较差;W形截面触指系统最大温升明显小于矩形截面触指系统。     

GIS隔离开关温度分布特性的试验研究

气体绝缘组合电器(GIS)为全封闭紧密结构,其内部的隔离开关易于产生机械接触缺陷,在运行电流作用下,一旦隔离开关出现接触不良,将引起温度异常升高,通过温度检测可对GIS隔离开关机械连接状态进行判断。为了获取隔离开关内部动触头温度与设备外壳温度之间的关系,本文基于550 kV GIS开展温升试验,在GIS隔离开关周围布置温度传感器测量温度分布,同时在GIS外壳上进行外部温度的测量,试验研究了不同电流、不同接触电阻下的GIS内部及外部温升规律,结果表明GIS外壳与隔离开关触头的温升存在线性关系,正常情况下顶部外壳温升每上升1 K,对应触头温升提高1.924 K,而故障情况下,对应的触头温升提高2.85 K,并且顶部外壳温度变化范围大,对设备内部温度变化敏感,具有较好的温度辨识性,能更灵敏准确地反映内部触头的温升情况。试验结果分析阐明了GIS内部热源、热量传导路径及温度分布特点,为通过GIS外部温度检测进行内部温度的反演提供了试验基础。     

户外高压隔离开关触头发热机理分析及预防过热故障措施探讨

户外高压隔离开关触头接触不良发热,会导致过热,甚至会发展成为电网事故。从高压隔离开关触头接触电阻影响温升的原因和过热对触头寿命损伤的原理进行分析,探讨了触头发热机理。通过触头温升试验,验证触头发热因素的复杂性和不确定性。从管理措施和技术措施两方面提出预防过热故障的方法,提高户外高压隔离开关的运行可靠性,从而确保电网的安全稳定运行。     

GIS隔离开关不同接触状态下的温升特性研究

GIS因具有通流能力强、输送容量大、结构紧凑和使用寿命长等优点被广泛地应用于高压输电领域,而GIS隔离开关由于其封闭性和结构的紧凑性导致内部热故障不易被发现。因此,文中利用有限元多物理场分析方法建立仿真模型,分析了GIS隔离开关导体和外壳在同一负荷电流、不同接触状态下以及同一接触状态、不同负荷电流下的温升,得到GIS内部的温度场及流场分布情况,并搭建了GIS隔离开关温升实验平台进行实验验证。结果表明:通过对比多物理场耦合计算结果与实验结果证明了该模型的正确性以及有效性;触指是温升最高的地方,触头上方的位置为外壳上的最佳温度监测点;触头接触不良时的温升值和温升速率明显增大。文中的研究可以为GIS隔离开关的状态监测提供参考。     

一种12kV大电流隔离开关的触头设计

为探讨触头设计解决大电流隔离开关温升过高、动稳定和热稳定性差的问题的措施,笔者分析了大电流隔离开关温升过高、动稳定和热稳定性差的原因,结合一个12 kV大电流隔离开关设计实例介绍了动端触指接触结构,重点介绍了一种用于触头静端的新型的凸圆柱与凹锥面进行导电接触的结构,这两种导电接触形式能够满足大电流隔离开关的特殊要求。     

基于Ansys的柱上开关温度场仿真分析北大核心CSCD

文中采用三维建模软件Solidworks及有限元软件Ansys对充入干燥空气的柱上开关进行了温度场仿真分析,研究不同接触电阻条件下柱上开关内温度分布规律。仿真结果表明,柱上开关接触点在正常接触电阻条件下温升均符合标准要求;真空灭弧室静触头与动触头接触点接触电阻增大1.56倍,隔离开关动触头与隔离开关静触头接触点接触电阻增大1.80倍,温升达到标准规定的限值。最后,进行了相应的温升试验,温度的仿真结果与试验结果相吻合。     

高低温条件下隔离开关触头耐磨特性研究

以隔离开关关键零部件触头为研究对象,通过±60℃高低温试验平台,测试了±60℃环境温度下触头表面镀层特性、接触电阻等通流参数,建立数据统计理论模型,定性研究高低温对触头通流能力的影响。建立温度与触头镀银层磨损量和接触电阻的关系曲线,分析了触头镀银层和接触电阻随温度变化情况,研究了接触电阻增大的机理,并以此提出了减小磨损量的相关措施,为提高隔离开关通流能力的提升奠定理论基础。     

特高压直流换流站通流回路接头端子发热限值研究

依托大电流温升试验,从不同材质、不同结构强度、不同接触条件等3方面入手,开展不同情况对±800 kV特高压直流换流站接头端子载流-温升特性的研究。结果表明,在试验工况范围内,不同材料特性、不同结构强度以及不同接触条件对接头端子发热限值不存在影响;随着螺栓紧固力矩的增加,接头端子的接触电阻和温升水平逐渐下降并趋于稳定;当螺栓紧固力矩达到标准紧固力矩的90%以上时,接触面表面光洁度对接头端子的接触电阻已无明显影响。通过控制材料特性、结构强度、接触条件,显著降低了接头端子的温升水平,有效保证了±800 kV特高压直流换流站的安全稳定运行。     

特高压直流换流站通流回路接头端子热限值研究

依托大电流温升试验,从不同材质、不同结构强度、不同接触条件等3方面人手,开展不同情况对±800 kV特高压直流换流站接头端子载流-温升特性的研究.结果 表明,在试验工况范围内,不同材料特性、不同结构强度以及不同接触条件对接头端子发热限值不存在影响;随着螺栓紧固力矩的增加,接头端子的接触电阻和温升水平逐渐下降并趋于稳定;...     

10kV高压断路器电气试验机器人接线装置研究北大核心CSCD

采用机器人技术进行10 kV高压断路器电气试验可克服人工试验存在的问题,有效提高试验效率和质量水平。文中研究了电气试验机器人接线装置(含接线插头和线仓)关键技术,针对最为复杂的回路电阻测试项目,研究并设计了一种集电压与电流接触于一体的弹片式新型接线插头,使得机器人一次接线即可完成回路电阻测试;根据机器人负载能力,研究了插头接触弹片与断路器断口梅花触头触指的接触压力与接触电阻关系,设计了接线插头接触弹片,满足接触电阻的要求。研究并设计了由接线插头定位基座和平面涡簧收放线装置构成的线仓机构,既能保证机器人反复可靠抓取接线插头又能保证测试线缆收放顺畅。仿真计算和实测结果均表明,采用所设计的接线插头一次接线即可完成回路电阻测试,且与断路器断口梅花触头的接触电阻引起的接触温升小于标准温升;所设计的线仓能保证机器人准确抓取接线插头运动顺畅而未出现卡顿。文中的研究为实现机器人在10 kV断路器电气试验的应用提供了技术支持。     

高压直流断路器供能变压器的设计与试验北大核心CSCD

混合式高压直流断路器的负载形式多样且复杂,针对其供能问题,文中提出了一种级联结构的隔离供能变压器设计方案,以满足±535 kV/25 kA混合式高压直流断路器分层次多目标的供能需求。其中最为关键的是对地隔离供能变压器,因此首先介绍对地隔离供能变压器的级联结构,并对电场、温升进行了仿真校核;然后进行了对地隔离供能变压器抗震性能的有限元计算分析,结果表明满足9级烈度地震的强度要求;最后进行了对地隔离供能变压器样机长期直流耐压下温升试验,以及单节隔离变压器高低温试验和输出绕组温升的测定,结果表明在长期直流耐压下,隔离变压器温升约18 K,电阻温升约33 K,电容器温升约12 K,而单节隔离变压器在高低温作用以及高温带载情况下,环氧树脂未发生开裂等问题,且满足绝缘要求,同时测试计算得到输出绕组温升约为26 K,与热仿真结果基本一致,另外通过试验验证了对地隔离供能变压器的绝缘性能满足要求。     

110kV隔离开关激光清洗后接触电阻值的仿真计算分析

对隔离开关激光清洗后的接触电阻进行定性计算分析,将对实际隔离开关激光清洗工作具有指导意义.利用 ANSYSWorkbench计算隔离开关触头触指间的应力分布,并基于 COMSOL建立隔离开关接触电阻计算模型,在考虑激光清洗后触头、触指接触面粗糙度及其应力变化的情况下,对接触电阻值进行计算分析.研究结果表明,表面粗糙度中高度参数对接触电阻影响较大,粗糙度中高度增加会使接触电阻明显增大,粗糙度中斜率增加会使接触电阻明显减小。     

GW16型隔离开关热稳定性仿真分析

以GW16型高压隔离开关接触系统为研究对象,首先运用NX建立其接触系统的三维简化模型,然后利用Maxwell与ANSYS Workbench联合进行动静触头温升仿真,分析其接触系统动静触头在稳态和瞬态条件下的温升情况可知,GW16型高压隔离开关在3 150 A下正常工作,其接触系统最高温升为59.606℃,同时可以满足瞬时大电流的冲击。将仿真结果与试验数据对比,误差小于5%。分析表明:利用Maxwell与ANSYS Workbench进行GW16型高压隔离开关动静触头温升仿真分析,可以确定其动静触头温度分布状况,避免传统理论计算查询参数的复杂性及计算的繁琐性,为提高GW16型高压隔离开关的可靠性提供强有力的参考依据。     

高压隔离开关分合闸过程触指压力检测技术与应用

针对高压隔离开关安装过程中触指压力的检测需求,提出了一种可在分合闸过程中实时连续测力的新型触头。采用机械原理,推导了触头受力和触指变形之间的关系。在考虑实际工况的前提下,给出了测力触头的结构设计。最后在所建的高压隔离开关试验平台上对隔离开关分合闸运动过程中的触头压力进行了测试。试验结果表明:设计的测力触头可以对触指压力进行实时连续检测,连杆长度的变化会使触头触指啮合位置不正,触指单边压力增大;根据触指压力变化曲线可以判断单相导电臂分合闸同步性和三相同期性检测。因此,该新型测力触头可对高压隔离开关的安装提供帮助指导。     

高压隔离开关接触电阻带电测量装置

正目前,常规变电站多设计为敞开式,高压隔离开关长期在自然环境下运行,其触头部分易受空气中有害物质、雨水等侵蚀,造成接触不良,导致触头发热、设备损坏等情况,给电力系统的安全可靠运行造成很大影响。因此,需要定期测量隔离开关接触电阻,及时发现问题并处理,避免造成设备损失。隔离开关直流接触电阻的测量一般需要停电后方可进行,从而对连续供电造成影响,且费时、费力。为此,设计了一种隔离开关接触电阻带电测量     

GIS隔离开关触头温升多场耦合数值计算与分析

GIS隔离开关触头过热性故障严重危害设备的可靠运行,为实现对GIS隔离开关触头温升和过热性故障的监测,建立了包含触头的GIS隔离开关的三维涡流-流体-温度多场耦合数值计算模型,用一段电阻率可变的导体来模拟触头部位的接触电阻,通过电磁场分析计算GIS隔离开关各个部位的电流密度和功率损耗,将功率损耗作为热源载荷代入流体-温度场耦合计算模型计算导体和外壳的温度场分布。基于该模型研究了GIS隔离开关触头温升反演规律及影响因素,结果表明A、B相触头与外壳温升存在1∶0.215的对应关系,C相触头与外壳温升存在1∶0.165的对应关系,研究成果可为开展GIS隔离开关的温升监测提供理论依据与技术支持。