弧柱压降对塑壳断路器限流性能的作用

低压断路器依靠栅片分割电弧成短弧来熄灭电弧,传统的观点认为塑壳断路器限流作用主要依靠短弧的近极压降.从塑壳断路器尺寸紧凑、栅片数受限制出发,提出弧柱压降对限流同样起很大作用.用最新文献中提出的经验公式进行分析,并对一个实际塑壳断路器在带与不带灭弧栅片条件下进行分断试验,测量其电弧电压,说明弧柱压降对限流性能的贡献.用不同触头系统结构的断路器作对比实验,双向斥开的触头系统的分断性能高于单向斥开的触头系统,证实提高弧柱压降是一种有效的限流措施.     

低压塑壳断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析与实验研究

电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义.基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头间的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆上的Lorentz力.耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束通过迭代运算,从而确定动触头的打开时间.分析了五种不同结构的MCCB,并对电动斥力和触头打开时间进行了实验研究,结果表明,该方法是有效的,可用于MCCB新产品触头系统的设计.     

新型混合型限流断路器分析及试验

研究了一种基于高速斥力开关的交直流两用混合型限流断路器方案,该限流断路器在限流过程中先经过一个强迫换流过程,使得触头分离时高速斥力开关上电流减小到较小值,触头分离后再经历一个自然零电压换流过程,将斥力开关电流换流到二极管支路上.重点对限流断路器换流过程进行了理论分析及仿真,分析了其可能出现的4种分断情况.研制了400V/500A限流断路器样机,并进行了不同短路电流上升率的限流试验,验证了理论分析的正确性.     

小型断路器限流技术

小型断路器广泛地用于终端供电线路中,其中一个关键技术是断路器限流技术的应用.分析了限制短路电流的条件,介绍了目前小型断路器采用的限流技术,如U形触头系统、气吹灭弧和变电弧电阻熄弧等概念.     

低压限流断路器开断过程重击穿现象及防止措施

本文采用光电测试系统，观察到在低压限流断路器开断过程中的电弧电压跌落现象。对断路器测试分析发现，这一现象是由电弧通道转移至触头区引起，而造成电弧通道转移的主要原因是发生在触头区的重击穿现象。通过分析影响开断过程电弧重击穿现象的主、要因素，本文提出了几种抑制开断过程重击穿现象、提高断路器限流特性的有效方法。     

直流塑壳断路器触头系统磁场区域电动斥力的分析

依据电流—磁场—电动斥力之间的方程,考虑铁磁物质的影响,应用Ansys三维有限元非线性分析方法,引入块状导电系统模型作为接触点,模拟触头间的电流收缩,计算触头间的电动斥力。通过对有/无磁铁的直流塑壳限流式断路器触头系统在不同开距下的电动斥力的仿真分析,得出了触头系统在铁磁物质的影响下电动斥力比在无磁铁时明显增大;增大触头间的电动斥力也是增大触头系统开距的一种有效方法。     

万能式断路器触头主回路系统的设计与应用

研究和分析了万能式断路器触头主回路系统。对触头系统与桥型触头进行计算分析,开发了新型结构,并在新一代万能式断路器的设计中进行应用,提高了万能式断路器的整机性能,降低电动斥力,提高了触头回路系统的电动及热稳定性。     

较高分断能力的小型塑壳断路器结构浅析

DZ20J-100断路器是在Y型产品上派生的,其产品结构具有电动斥力触头系统和提高电弧电压且利用充分的灭弧室,尤其高阻值合金制成的线圈不仅能可靠引弧而且有较强的限流效果。经过对触头弹簧和感温元件的改进,采用新触头材料和外壳材料,顺利完成DZ20J—100塑料外壳式断路器的试制工作。     

新型3 kA触头机构的设计及温升分析

设计了一种混合型限流断路器用3 kA触头机构。在对动、静触头接触电阻进行计算的基础上,采用新型Ansys有限元软件对触头机构的3 kA通流温升进行仿真分析。仿真得到触头机构上的最高点温升为45 K,可满足相关标准对混合型限流断路器的温升要求。通流试验验证了仿真结果的正确性。     

万能式断路器触头系统电动力仿真与试验研究

应用Ansys软件对万能式断路器触头系统进行三维有限元非线性分析。计算了万能式断路器通过峰值电流时的电流磁场分布及各动触头片上电动斥力的大小。研究了万能式断路器触头系统触头片间的电动力。仿真试验结果表明,触头片受到向中间的电动力。     

双断点塑壳断路器触头终压力设计

新一代塑壳断路器（MCCB）采用电动斥力型旋转双断点触头结构,较传统单断点MCCB有更高的限流性能和分断能力。针对旋转双断点MCCB的结构特点,采用仿真与试验相结合的方法对MCCB触头终压力进行了设计与分析。利用有限元法与解析法分别计算触头洛伦兹力和霍尔姆力,获得触头所受电动斥力。基于触头电动斥力的计算,实现触头终压力的初步设计,并通过热一电耦合分析计算MCCB的稳态温升,对预设的触头终压力进行校核。     

浅谈真空断路器触头自闭力与合闸弹跳

通过对真空断路器合闸过程中触头弹跳与触头自闭力之间关系的分析,提出作为合闸原动力一部分的触头自闭力也是影响真空断路器合闸弹跳的一个重要因素。     

限流断路器利用电动斥力快速斥开动触头后产生的问题

介绍了限流断路器利用电动斥力快速斥开动触头来提高分断能力的同时,所产生的一些问题,以及国外一些公司对这些问题所采取的措施。     

电动斥力作用下低压断路器分断特性的研究

基于多体动力学原理,建立低压塑壳断路器操作机构的仿真模型,并通过试验验证模型的正确性.依据电场、磁场、斥力之间的关系,建立了低压断路器分断过程中电动斥力的数学模型,通过计算不同电流和触头转角下导电回路的洛仑兹力,应用二元三次插值技术分析电动斥力.并且通过ADAMS二次接口的自编程实现了电路方程、电磁场和机构运动方程的耦合求解.结果表明,由于电动斥力的作用,加快了断路器的分断,低压断路器在预期短路电流10kA下,机构的动作时间比空载时缩短了1ms.     

新型强迫换流型限流断路器真空介质强度的恢复特性

为了保证新型强迫换流型真空直流限流断路器关断短路电流的可靠性,对该型断路器分断过程的真空介质恢复特性进行研究。设计了与断路器关断过程等效的介质恢复试验方案,通过等效试验结果和理论推演公式的拟合,得到了新型强迫换流型限流断路器真空灭弧室触头打开过程的动态介质强度恢复规律。研究结果表明:减小燃弧能量、提高触头运动速度可提高真空灭弧室介质的临界击穿电压;综合考虑燃弧时间与燃弧能量及触头开距的关系,随着燃弧时间的增加,真空灭弧室临界击穿电压先减小后增大。所得介质恢复规律可以作为新型断路器优化设计的参考依据。     

新型混合型限流断路器在直流电力系统中的限流特性研究

针对直流电力系统高di/dt短路电流难以分断的问题,开展了基于高速斥力开关的混合型限流断路器在直流电力系统中的应用研究.对限流断路器的工作原理、参数设计以及高速斥力开关的动作特性进行了分析,采用EMTP仿真分析了限流断路器在不同短路电流上升率下的限流特性.仿真结果表明限流断路器可将预期100 kA、时间常数5 ms的直...     

Numerical study of arc in SF6 gas circuit breaker with externally applied magnetic field

The influence of an externally applied magnetic field on the characteristics and the transient behavior of the arc in a gas circuit breaker is examined by means of three‐dimensional time‐dependent numerical simulations. It is assumed that the gas circuit breaker has a ring‐shaped permanent magnet and an arc is exposed to the externally applied magnetic field. Numerical results demonstrate that the rotation of arc induced by the Lorentz force produces a three‐dimensional spiral structure of the arc. As a consequence of the rotation, the arc shrinks and the arc temperature decreases remarkably just before the time when the arc current is zero, so that applying the magnetic field increases the arc voltage. The numerical results also show that a swirling flow generated by the Lorentz force carries a thermal energy toward the thermal puffer room mainly by the convection during the high arc current phase, and as a result the pressure in the thermal puffer room increases. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

126 kV断路器触头烧蚀故障分析及措施

在运行条件下处于高电位的瓷柱式断路器灭弧室内部触头承载对应回路电流,其触头接触状况决定着断路器通流状态下是否存在发热现象。本文通过动作过程波形分析,现场解体检查,理论计算及仿真,对一起126 kV断路器触头烧蚀故障进行分析,明确了故障机理及烧蚀原因。对同批次断路器开展隐患排查,验证了该型断路器更换机构后试验不到位带来的隐患,并制定相应管控措施,避免因断路器内部触头接触不良引发故障。     

多端口电感耦合型直流限流断路器快速重合闸策略

高压直流（high voltage DC,HVDC）电网是连接可再生能源与交流主网的主要载体,直流故障后的恢复速度对整个交直流电网的稳定性有重要影响。基于多端口电感耦合型高压直流限流断路器,提出一种与直流电网换流器控制策略相配合的快速重合闸策略。介绍了多端口限流断路器的拓扑结构,分析了换流器控制策略对故障隔离后直流电压的影响,并对限流断路器的重合闸时序进行了选择,形成了与风电场等弱交流系统连接的换流器-断路器协调配合重合闸的控制策略及逻辑流程。在4端双极直流电网仿真模型中,验证了所提重合闸策略具有冲击电流较低,故障恢复时间较短的优势。