高压断路器 第七讲 断路器的灭弧装置(二)

灭弧装置的设计 设计灭弧装置的一般步序,通常是首先根据使用要求及制造条件,选择好灭弧装置的结构类型,然后参照现有产品进行估算,初步选定灭弧装置主要结构参数,通过反复试验改进,最后确定出合理的灭弧结构和尺寸参数。需要强调指出,所谓合理的灭弧结构,只是相对一定的使用要求和制造条件而言。使用条件不同,对灭弧装置性能的要求也不同。高压输电用的     

改善电器灭弧性能的因素

为了阐明影响灭弧性能稳定性的因索,作者在对交流接触器灭弧性能研究结果作进一步分析计算的基础上。结合模型研究试验的数据分析,提出了改善电器灭弧性能的因素的几点结论,有利于电器产品的研究与设计。     

论交流接触器灭弧系统的研究方法

本文通过研究指出,首先灭弧相较随后灭弧相的恢复电压高、工作条件苛刻,因此将它作为考核灭弧系统的方法是具有典型性的;三相回路单相断开法与三相和单相试验方法相比能较好地反映三相电器首先灭弧相的工作情况。从三相回路单相断开法的试验结果可推算出三相时的大致灭弧情况,在所进行的试验电流值下,其计算值与实验结果比较接近。     

直流快速断路器灭弧系统的分析

当今国外很多快速断路器制造厂商生产的快速断路器的灭弧室结构形式，已从传统的带有磁吹装置的纵缝灭弧室，改为采用不带磁吹装置的栅片式灭弧室或绝缘钢片灭弧室以及螺旋电弧来弧室等，文章对直流快速断路的灭弧系统，各种灭弧室的灭弧原理及设计灭弧系统中的注意事项了介绍。     

低压直流断路器的设计和使用

根据直流电弧灭弧理论方法,分析了低压直流断路器的主要设计要点,包括多断口串联、触头导电系统、灭弧室、磁吹和气吹灭弧的设计.最后介绍了低压直流断路器的使用要求.     

低压电器中触头灭弧系统的设计

低压电器是最大、面广的产品,触头灭弧系统作为其中的基本构件,其设计的好坏直接影响到产品的性能,针对触头灭弧系统设计中的一些问题做了阐述.     

微米级金刚石颗粒开断400V直流电弧的可行性探讨

为了探究固态流体颗粒新型灭弧方式在400V低压直流微网领域的应用可行性,进而提供新型灭弧方式的低压直流断路器设计思路,本文选用微米级金刚石颗粒作为低压直流断路器的灭弧介质,设计了2kV/3.5kA、电流上升率1.3kA/ms的直流合成回路,以及与之配套的灭弧室测试其灭弧性能。在预加电压为800V、短路电流峰值1～2kA条件下进行金刚石颗粒的熔丝熔断灭弧试验与操纵机构拉弧试验,分析微米级金刚石颗粒对400V直流短路电弧开断性能的影响。试验结果表明:使用平均直径为50μm的金刚石颗粒作为灭弧介质,能够有效提高燃弧电压,其燃弧电压提升幅度约为空气作为灭弧介质时的5～6倍。且采用机械力推动金刚石颗粒冲击电弧或在灭弧室内充入CO_2气体等方法,均可有效提升其灭弧速度。最后讨论了微米级金刚石颗粒在用作低压直流断路器灭弧介质的可行性和提升类似固态流体颗粒灭弧性能的改进措施。     

10 kV户外真空断路器电场数值分析

采用有限元法对10kV户外真空断路器灭弧室内部电场进行计算分析,得出不同外绝缘情况下的电场分布情况。通过对真空灭弧室在不同外绝缘尺寸、厚度等条件下悬浮电位的计算及灭弧室内部电场进行的一系列仿真分析,为户外真空断路器的设计及外绝缘设计提供了理论基础。     

多纵缝灭弧室介质恢复强度的测试与分析

接触器在ＡＣ－４使用条件下的电气寿命与灭弧室的灭弧性能有密切关系。为了快速评价灭弧室的灭弧性能,本文采用以Ｒａｂｕｓ替代法原理研制的测试系统来测量各种结构的多纵缝灭弧室的介质恢复强度。根据测量结果分析了缝数,缝宽,跑弧道结构及吹弧磁场对灭弧室灭弧性能的影响。     

双断口结构对特高压SF_6断路器电场分布的影响分析

特高压断路器中常采用双断口或多断口串联,但串联结构在开断过程中会产生各断口间电位分布不均的情况,导致断口电场分布发生改变。为此,基于能量扰动法求得1 100 kV双断口SF6断路器灭弧断口等效电容及断口对地等效电容,确定并联电容值,进而得到双断口分压比。再采用有限元法仿真计算了断口的非对称3维电场,定量描述、对比分析了550 kV单断口灭弧系统与1 100 kV双断口灭弧系统触头沿面电场强度,得出了不同灭弧单元的电场变化规律,以及双断口结构对电场强度分布的影响。结果表明,采用双断口串联结构时,灭弧系统的断口间电压分配不均匀,且分压比随着开断距离的增大而减小;进而导致断口间电场强度以及开断故障电路时电弧重燃风险增大。因此有必要对双断口灭弧系统断口结构进行优化设计。     

基于现代测试手段的低压灭弧系统研发新技术

提出一种基于现代测试手段的低压电器灭弧系统的研究和开发技术.它以振荡回路为电源,代替传统的短路试验站做分断试验;以可折式灭弧室代替正规的样机,以现代测试方法测量灭弧室的各种物理参数,判断灭弧室的分断性能,达到加速灭弧系统开发速度、降低开发成本、提高设计性能和节能的目的.最后,介绍了该技术在低压电器灭弧系统设计中的几个应用实例.     

大容量框架式自动开关触头灭弧系统的设计问题

有三段保护特性的大容量框架式自动开关,由于要通断巨大的短路电流,所以对其触头灭弧系统提出了十分苛刻的要求。本文较详细地介绍了具有吸力补偿的并联触头结构、特点以及灭弧室的设计和并联灭弧问题。     

SF_6混合气体用做GCB灭弧介质的研究进展

本文介绍了国内外现有的关于SF_6混合气体灭弧特性方面的研究结果。结果表明,SF_6混合气体在某些条件下,灭弧能力可以接近SF_6的灭弧能力。     

提高TGB7L漏电断路器性能的措施

TGB7L断路器是在吸收国内外先进技术的基础上,进行二次开发的新产品。介绍了TGB7L漏电断路器的漏电模块动作机构的改进设计和灭弧系统的优化设计及结构特点,给出了漏电模块动作机构图,采用了有助于灭弧的绝缘材料,器壁侵蚀和气吹灭弧技术,保证了新产品性能指标,满足了标准的要求,降低了成本,提高了产品性价比。     

低压断路器的器壁侵蚀与自动气吹灭弧新技术

进入新世纪，一种称为气吹灭弧的新分断技术应用于低压断路器。这种灭弧系统每一极有一由产气材料制作的单元灭弧室使断路器分断性能大为提高，它是依靠灭弧小室器壁产气而形成的气流来熄灭电弧的。介绍了这种新型灭弧系统的原理和近期研究成果。     

GJ20—100交流接触器设计中的一些问题

CJ20-100交流接触器总体结构型式,主触头系统,灭弧装置,磁系统等设计中遇到的问题,及其解决方法作了介绍。     

电动汽车用直流接触器的设计

电动汽车用直流接触器的特点是工作电压高,比汽车电器常用的24 V要高出近20倍,当分断工作电压高出250 V的直流电路时,灭弧较困难。在分析传统产品触头系统发生接触故障和电磁机械系统发生动作故障的原因后,运用可靠性设计理念,降低触头系统工作时的失效率,提高电磁机械系统的动作与复位可靠性。最后提出了设计具有永久磁吹灭弧性能的主触头系统等重要零部件的设计要点,以期达到体积小、运行可靠性高的电动汽车用直流接触器需求。     

控制与保护开关电器短路分断能力的研究

分析了控制与保护开关电器（CPS）短路分断能力的关键技术,介绍了触头灭弧系统、检测和保护、快速响应机构关键技术的研究方法。围绕快速响应和提高灭弧性能的措施,通过理论研究、仿真计算、高速摄影和试验等手段,指导CPS的研究设计。     

固相气流切除雷击短路故障下电力系统暂态稳定性分析EI北大核心CSCD

随着我国电力负荷的不断增加,各种新能源、新技术的不断投运,电力系统的稳定性问题也愈发的复杂。系统在受到大扰动后,断路器难以在极限切除时间和极限切除角内切除故障。雷击引起短路故障是系统发生大扰动的原因之一,然而当线路安装固相气流灭弧防雷设备之后,可通过快速灭弧方式切断短路故障。为分析固相气流灭弧防雷间隙切除雷击短路故障对电力系统暂态稳定性的影响,利用固相气流灭弧防雷间隙改进后的Mayer电弧模型作为短路点的等效接地电阻,将该模型与传统发电机转子状态方程结合,求解了两者耦合后的微分方程,并详细介绍了该方程基于改进欧拉法在MATLAB仿真环境中的程序设计,求解出功角与相对角速度的摇摆曲线,并与传统的断路器切除方式对比,得出固相气流灭弧防雷间隙切除雷击短路故障可大幅度提高了电力系统暂态稳定性。     

灭弧装置内爆炸冲击波的数值模拟及其应用研究

基于疏导型防雷理念的新型喷射气流灭弧防雷间隙装置能快速响应雷电流,爆炸产生高速高压气流冲击波并作用于暂态发展阶段的工频续流致电弧熄灭。灭弧装置包括灭弧三硝基甲苯(Trinitrotoluene,TNT)炸药、环形接闪电极以及半封闭圆柱形灭弧室,为此,利用ANSYS AUTODYN有限元分析软件,建立装有TNT炸药的灭弧装置半封闭爆炸冲击波数学模型,旨在研究灭弧爆炸冲击波在半封闭灭弧室内的衰减传播规律,并根据爆炸冲击波的传播特点分析空气间隙工频续流电弧在TNT爆炸冲击波作用下的可能最先切断点分布以及其对间隙电弧重燃的抑制作用。