基于自收缩效应液态金属限流器中电弧行为特性的实验研究

研究基于自收缩效应液态金属限流器(LMCL)中的电弧行为特性。设计了具有LMCL基本结构特征的实验模型。利用高速摄影技术获得的起弧和燃弧过程的影像以及通过数字示波器记录的电弧电压和电流波形,揭示了液态金属中电弧起弧机理,分析了电流对弧前自收缩过程的影响,研究了在单孔条件下电弧形态随电弧电压的演变规律。同时在实验过程中发现了电弧对电极的侵蚀现象,并通过分析其成因提出一种能够有效避免侵蚀的电极结构改进方法。该研究对进一步提高LMCL限流性能具指导意义。     

自收缩效应型液态金属限流器限流特性影响因素的研究

基于自收缩效应的液态金属限流器(liquid metal current limiter,LMCL)有自动检测限流、故障排除后可自恢复、填充介质对环境友好、结构简单以及体积小的独特优点,具有良好的应用前景。通过测量不同情况下限流过程回路电流以及LMCL的电弧电压,实验研究了LMCL限流特性的影响因素,为LMCL结构的优化设计提供参考依据。实验结果表明:LMCL的限流效果随着弧前时间的缩短以及电弧电压的上升而愈加明显,弧前时间和电弧电压受预期短路电流和LMCL结构参数的影响;同时实验过程中发现,大电流下电弧压力对LMCL限流性能会产生不利的影响,为解决此问题,提出了一种带有压力释放功能的限流器结构,可以有效地改善限流效果。     

液态金属限流器零前熄弧现象及气压特性的试验研究

为了研究自收缩型液态金属限流器在大电流情况下的限流特性,设计了一种观察限流过程中限流波形的试验方案.发现了电弧在电流过零前提前熄灭的现象,提出限流过程中装置内部气压是导致这种现象的主要原因,进而得到了限流过程中限流器内部的气压特性.同时,针对多孔串联限流器的试验样机在大故障电流峰值为22 kA下的限流反弹现象,进行了泄压改进,改善了其限流特性.     

基于自收缩效应液态金属限流器的研究

针对基于自收缩效应的液态金属限流器(LMCL)进行了限流特性的试验研究,得到了不同预期短路电流下的限流效果.试验结果表明,预期短路电流越大,限流效果越明显,在预期短路电流峰值为20 kA,电流上升率为10 A/μs的情况下,LMCL能够在1 ms内自动起弧,并通过快速上升的电弧电压迅速将短路电流限制在12 kA.     

国外对真空电弧中宏观液态粒子的研究

本文综述了80年代以来国外对真空电弧中宏观液态粒子的研究,主要内容有:液粒的实验检测方法、角度分布、速度分布、与等离子体的交互作用及对蒸气密度的影响等。     

基于快速转换开关的新型液态金属限流器的研究

提出了一种基于快速转换开关的新型液态金属限流器（LMCL）的拓扑结构,在充分利用LMCL快速起弧限流特性的同时,有效提高了限流器的额定通流能力,降低了LMCL额定通流要求。给出了限流器的工作原理及快速转换开关的动作特性。完成了不同短路预期电流下限流装置的限流试验。试验结果证明,提出的新型限流器能够快速、有效限制短路电流,具有良好的应用前景,并为液态金属限流技术的应用提供了一种新的思路。     

恒定磁场下水中交流电弧放电的特性

为了测量磁偏弧的电压、电流、电子密度及电子温度等参数的特性,搭建了电压电流测量系统,采用不锈钢棒状电极,在其间隙处加以磁感应强度为0、45和100mT的横向磁场,将电压升至约1500V,使电极间形成磁偏弧,测量不同条件下磁偏弧的电压和电流,同时采用光谱法对磁偏弧的光信号进行测量。结果表明：随着横向磁场的增大,电弧电压和...     

基于PSCAD/EMTDC的液态金属限流器暂态过程研究

为了正确模拟液态金属限流器的限流过程,以液态金属限流器短路试验系统为研究主体建立了基于电磁暂态分析仿真平台PSCAD/EMTDC的含液态金属限流器的非线性电路仿真模型,并对液态金属限流器限流暂态过程进行了仿真分析.针对液态金属限流器燃弧过程复杂的特点,基于电弧的外特性采用设定等效时变非线性电导的方法对燃弧过程进行了模拟.仿真分析得到的液态金属限流器限流暂态过程中电压电流特性符合实际试验结果,证明了该方法对于模拟液态金属限流器暂态过程的正确性.     

配电网树线放电故障容性电流转移消弧实验研究

山区配电网发生树线放电故障可能诱发山火,因此需研究低成本、易控制的配电网树线放电故障消弧措施。基于10 kV配电线路实验平台,对配电网树线放电故障容性电流转移消弧进行了实验研究。实验表明,容性电流转移开关闭合后,故障点电弧或亮斑消失,烟雾消散,故障点电流由数百mA降低至20 mA左右,表明该方法具备良好的消弧效果。容性电流转移时间与接地转移开关固有动作时延接近。进一步设置了不同的容性电流和树木电阻,均能实现有效熄弧,且转移时间与树木电阻和容性电流均无明显关系,表明了容性电流转移消弧方法的普适性。     

安装故障限流器的输电线路潜供电弧特性与单相重合闸策略

针对安装氧化锌避雷器式故障限流器的500 kV输电系统,利用电磁暂态计算程序分析了限流器旁路开关不同断开时间和不同弧道电阻对潜供电流特性的影响。基于等效阻抗网络和拉普拉斯变换方法,分析了潜供电流自然振荡频率与衰减系数的变化情况,从理论上解释了潜供电流低频分量的产生机理。提出了氧化锌避雷器式故障限流器与单相自动重合闸的时序配合策略,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略可有效消除可能的潜供电流低频分量对单相自动重合闸的不利影响,既能确保自动重合闸操作的正常时序,又能兼顾故障限流器的自恢复特性。     

液态金属冷却电缆仿真及实验研究

提出将室温液态金属作为高载流电缆的导电及冷却介质,通过电流、温度及流动等三维多物理场耦合数值仿真方法研究了不同工况下液态金属冷却高载流电缆的温度变化规律,并与电缆传统水冷进行了详细对比,结果表明,液态金属具有高效的冷却效果。同时,搭建了液态金属冷却电缆实验平台,初步验证了液态金属冷却高载流电缆的可行性。     

带旁路限流电感的新型固态限流器试验研究

为检验所研制的10 kV／500 A／2 500 A(最大短路限流有效值)带旁路限流电感桥式固态限流器工业性试验样机的控制策略及其控制性能,设计了相应的物理实验模型(50 V／1 A／5 A),并在该模型上进行了各种短路故障试验。试验结果证明:该固态限流器采用逆变续流混合式控制策略,控制性能良好,而且具有控制方法简单可靠、故障类型判断准确以及减轻续流管在故障限流和断流过程中的负担等特点。     

开关柜内沿面放电及电弧放电多光谱特征分析

在极端条件下,高压开关柜中的局部放电可发展为非贯穿或贯穿性电弧,导致严重绝缘失效.从放电的光辐射特性出发,提出了一种针对局部放电和异常电弧的光学检测方法,利用紫外光、可见光和红外光三波段光信号的同步监测,获得了沿面放电和电弧放电的多光谱光脉冲特性,并对比分析其平均光脉冲强度、三波段光强占比和放电重复率.结果表明:放电光信号幅值与外施电压存在良好的对应关系,三个波段的统计特征在低能放电和高能放电中表现出较大差异,可依据此特征制定低能放电和高能电弧放电的判别阈值,从而提高开关柜状态预警和主动保护的置信度.