SF_6断路器动态接触电阻测量方法及影响因素

动态接触电阻测量是反映SF_6断路器弧触头侵蚀状态的有效方法,但测量时影响因素较多,因而研究这些影响因素对准确分析弧触头侵蚀状态非常重要。通过建立动态接触电阻测量回路与SF_6断路器试验模型,研究了测量电流、电源型式、电弧烧蚀及断路器分闸速度对动态接触电阻的影响。研究结果表明:为获得稳定而准确的动态接触电阻,测量电流应大于1 000 A;超级电容器与蓄电池均可作为测量的电源,蓄电池输出电流更稳定;30 kA比10 kA试验电流下电弧烧蚀更严重,100次试验后动态接触电阻分别增大169.9μ?与11.9μ?;当测量电流较大时,断路器分闸速度在4.4~8.43 m/s之间变化对动态接触电阻影响较小,最大相差15.6μ?。     

SF_6断路器弧触头的关合侵蚀特性

SF6断路器关合操作时产生的关合涌流对弧触头会造成严重的侵蚀。为了研究弧触头在关合情况下的侵蚀特性,设计了模拟的SF6断路器灭弧室,对CuW80弧触头进行了关合侵蚀实验。实验记录了每次的燃弧时间和电流峰值,并计算了100次实验后的质量损失率。每20次关合实验后,拍摄触头表面照片,测量弧触头的接触电阻和工频耐压。最后分析了SF6断路器弧触头的关合侵蚀特性并探讨了侵蚀机理。认为在关合实验中弧触头的侵蚀来源有两个:一个是关合前预击穿电弧的烧蚀,一个是烧蚀后弧触头变软后的机械磨损,并且机械磨损的量占有相当的比例不可忽略。在电流峰值18 kA,燃弧时间2 ms,机构速度7 m/s的情况下,机械磨损过程中的质量损失率大于1.0 mg/C,这也是关合情况下触头质量损失更大的主要原因。     

断路器开断短路电流累积烧蚀效应研究

断路器在多次开断短路电流后,准确评估电流能量对灭弧室弧触头的烧蚀程度是一个困扰运维人员的技术难题,特别是在不解体断路器灭弧室的条件下,采用电气试验手段以何种特征参量准确反映弧触头的寿命状态是该难题的关键。文中重点研究断路器开断短路电流后触头的累积烧蚀效应,采用4台真型500 kV柱式断路器作为研究对象,结合动态电阻测试手段,在短路开断合成回路中跟踪检测断路器电寿命试验过程中弧触头状态的演化趋势,研究得到了电寿命试验前后弧触头烧蚀特性,以及表征弧触头状态的特征参量(有效接触位移、接触电阻和累积电流开断能量)的关联性,揭示了短路电流累积开断效应对断路器寿命状态的影响规律,可为运维人员评估断路器灭弧室状态以及制定后续检修策略提供依据。     

合闸涌流对无功用断路器触头寿命影响

无功用断路器动作频繁,关合操作时产生的合闸涌流会对弧触头造成烧蚀,加剧弧触头的机械磨损。弧触头磨损到一定程度后会造成主触头通过电弧电流,主触头遭受严重烧蚀、变形,导致断路器合闸不到位甚至爆炸。介绍某500 kV变电站一起无功用断路器爆炸的事故,基于现场情况、故障录波以及事故断路器解体的检查结果,指出了触头烧蚀、变形是造成本次爆炸事故的直接原因。提出增加动态接触电阻测试的检修建议,为无功用断路器的运行维护提供理论基础和实践经验。     

基于思维进化和L-M法优化BP神经网络的SF6断路器触头电寿命评估

文中分析35 kV SF₆断路器一相触头的动态电阻曲线的特点，提取出主触头接触行程、主触头电阻平均值、弧触头接触行程、弧触头电阻平均值和主触头分离时刻动态电阻极大值5个特征参数，分析得到随着烧蚀程度加深，主触头接触行程和弧触头接触行程减小，主触头电阻平均值、弧触头电阻平均值和主触头分离时刻动态电阻极大值增大。提出电寿命指示参数描述触头状态，采用数值表示法，1表示电寿命完好，0表示电寿命完结。以5个特征参数为输入，电寿命指示参数为输出，基于BP神经网络建立电寿命评估模型。使用思维进化算法优化BP神经网络的初始权值和阈值，使用L-M算法优化BP网络学习过程中的权值调整量，优化后测试集电寿命指示参数的预测误差为0.018 3，相比原始BP网络下降61.31%。最后基于电寿命指示参数提出了触头电寿命的评估分级方法，并给出了对应的检修策略。     

高压断路器弧触头接触故障模拟及诊断技术研究

高压断路器弧触头接触故障主要包括:弧触头不对中和弧触头接触不良等现象.为了检验动态接触电阻测量对两种型式故障的识别效果,通过对GIS断路器的模拟试验,进行测试验证.在弧触头不对中模拟试验中,随着不对中情况越来越严重,断路器弧触头和主触头的超程差越来越小,超程差区域的动态接触电阻平均值越来越大;在弧触头接触不良模拟试验中...     

测试电流对SF_6断路器动态电阻测量的影响研究

动态电阻测试可在不拆解SF6断路器灭弧室情况下获得其触头状态。为研究不同烧蚀程度SF6断路器动态电阻测试受测试电流的影响,文中对126 kV SF6断路器进行模拟烧蚀试验,在13种不同烧蚀程度下选用3种试验电流进行动态电阻测试。试验结果表明,任何烧蚀程度下,测试电流越大则弧触头测量电阻越小,弧触头行程与测试电流无明显联系,测试结果分散性随测试电流增大而减小,在触头烧蚀非常严重时,无论测试电流大小如何,测试结果分散性均很大。综合考虑测试电流对接触电阻的影响,为获得更真实的弧触头电阻并减小测试结果分散性,应尽量选择较大的动态电阻测试电流,在触头烧蚀十分严重时,必须进行大量测试,根据测试结果分布情况判断弧触头状态。     

SF_6断路器弧触头电烧蚀试验及状态诊断

为弥补传统型式试验项目对断路器弧触头状态检测的缺失,文中提出了一种利用动静触头之间动态电阻曲线诊断弧触头状态的方法。试验通过断路器合成试验回路电流源部分对某试品断路器进行了从开断额定短路电流(有效值40 k A)零次到额定次数(22次)的烧蚀老化试验,每次烧蚀后测量其弧触头动态电阻曲线,并将与零烧损状态的曲线之间的相关系数作为弧触头烧损状态诊断的特征参数,从测试结果中发现在断路器第15次开断之后相关系数开始出现明显的变化,该现象表明弧触头寿命已经接近工作极限。试验结果证明,动态电阻曲线能够很好地反映出弧触头的烧损情况,是一种有效的SF6断路器弧触头状态诊断方法。     

电容器组用SF_6断路器弧触头关合磨损特性

电容器组用SF_6断路器存在关合涌流,其预击穿电弧烧蚀使动、静弧触头间机械磨损加剧,研究弧触头机械磨损,提出改善磨损措施,对提高断路器电寿命具有重要意义。通过弧触头碰撞接触应力与电弧烧蚀温度场仿真计算,分析高温下弧触头物性参数,结合试验后弧触头的检测分析揭示了弧触头在常温和高温情况下的磨损机理的类型,提出减少磨损措施的建议。常温下弧触头磨损符合磨粒磨损的特点,电弧烧蚀的高温下,烧蚀中心区域,以粘着磨损为主;距离电弧烧蚀中心较近处,CuW与CuW滑动接触区域同时具有磨粒磨损与粘着磨损的特点;距离电弧烧蚀中心较远处为磨粒磨损。提出的解决措施为弧触头间尽可能为面与面的平行接触,增大接触面积,适当提高断路器关合速度,以减轻弧触头磨损。     

SF_6断路器动态电阻测量、分析与诊断系统

针对动态电阻法可在不拆解SF_6断路器灭弧室前提下获得其触头状态的特点,文中在现有动态电阻测试方法、数据处理方法和电寿命诊断模型基础上,提出一套完整的SF_6断路器动态电阻测量、分析与诊断系统,为现场检修人员使用动态电阻法进行断路器状态检修提供了参考流程与依据。系统包括动态电阻测试硬件、SF_6断路器动态电阻分析系统、SF_6断路器电寿命诊断系统,规定由动态电阻分析系统配合测试仪联机操作试验,简化并标准化动态电阻测试过程,实时获得动态电阻曲线进行查看与分析,优化电寿命诊断系统进一步计算触头状态诊断参数(电阻—行程积分与相关系数)进行触头状态评价。结果证明:该系统操作性好,整体流程耗时短,测试过程可控并实时提供动态电阻曲线,使用电阻—行程积分与相关系数可得到准确电寿命诊断结果与检修建议,适用于现场为断路器状态检修提供准确状态信息,避免不必要拆解与浪费。     

高压断路器弧触头动态接触电阻研究

SF_6高压断路器触头间的动态接触电阻是反映SF6高压断路器弧触头烧蚀程度的一个重要参数。研究弧触头动态接触电阻与弧触头的烧蚀程度之间的关系具有重要意义。基于电接触理论,建立了一个弧触头动态接触电阻仿真的理论模型。通过开断过程中的弧触头受力情况分析,得出在八触指自力型弧触头模型中,电流小于2 k A时,可忽略各种电动力的影响,只考虑触指接触压力的影响。在这个假设下,文中首次建立了简化的弧触头动态接触电阻的仿真模型。与大量弧触头模拟烧蚀试验结果对比,文中所提出的弧触头动态接触电阻仿真模型,在弧触头接触行程为15 mm以后,仿真结果与试验结果吻合度较高。     

特高压电容器组开关触头烧蚀对开断特性的影响研究

特高压电容器组断路器开断电气寿命要求3 000~5 000次,频繁的投切操作使得断路器弧触头烧蚀磨损严重,直接影响断路器开断性能及电气寿命。为寻求弧触头烧蚀程度对断路器开断特性的影响规律,从断路器灭弧室绝缘特性和压气特性两方面开展研究。针对特高压电容器组断路器额定1 600 A电流开断工况,给出最佳的开断策略和弧触头所能承受的最大烧蚀程度。结果表明:弧触头烧蚀程度越大,开断电流值越大,弧后发生重燃的几率越大;弧触头所能承受的最大烧蚀角为82°;为保证弧后不发生重击穿,燃弧时间应小于2 ms,开断相角应在[0,0.8π]∪[π,1.8π]。研究结果可直接用于特高压电容器组开关的设计研发。     

动态电阻法评估SF_6断路器灭弧室状况初探

介绍一种不需对SF6断路器解体就可以评估其灭弧室状况的方法—动态电阻测量法,通过测量弧触头动态电阻值及弧触头超出主触头的长度,可定性判断弧触头的烧损程度,从而指导断路器大修决策。     

高压SF_6断路器动态回路电阻测量中的扰动现象

动态回路电阻测量是一种高压SF6断路器触头诊断技术。由于动态回路电阻测量过程中存在较严重的扰动现象,导致其特征量计算困难,并且严重影响触头烧蚀状态的评估。通过研究不同烧蚀程度下的高压SF6断路器的动态回路电阻曲线,发现动态回路电阻测量曲线上的扰动现象主要包括3种:波动、窄脉冲(几μs)和宽脉冲(几十到几百μs)。试验电路仿真分析结果表明:在动态回路电阻测量中,动静触头的相对运动造成动态回路电阻波动,波动可以反映触头的表面形态;主触头和弧触头之间的电流转移导致动态回路电阻波形上出现窄脉冲,因此窄脉冲是主触头分离的标志;触头弹跳和弧触头之间的燃弧导致动态回路电阻波形上出现宽脉冲,因此宽脉冲可作为弧触头分离的标志。窄脉冲和宽脉冲可作为关键特征量,用于更加准确地计算触头分离时刻和评估触头烧蚀状态。     

基于QPSO-SVR算法的SF6断路器触头烧蚀状态评估

高压SF₆断路器弧触头的接触电阻和质量损失预测在断路器状态评估中起着重要作用。该文提出了一种基于量子粒子群优化和支持向量回归(quantum particle swarms optimization and support vector regression,QPSO-SVR)的方法，能够有效预测断路器弧触头在不同电弧电流条件下的接触电阻增量和质量损失，并结合实验数据获得了SVR算法的最佳训练参数。将该文方法与其他预测方法进行比较，QPSO-SVR方法对不同电弧电流条件下的实验数据表现出良好的预测能力。其中，对于接触电阻增量的预测相对误差为3.023%，而对于质量损失的预测相对误差为4.61%，均表现出较好的鲁棒性。最后将QPSO-SVR预测得到的质量损失和接触电阻增量以及监测到的累积电弧能量进行模糊逻辑推理，构建了基于QPSO-SVR算法的触头烧蚀状态评估系统，将触头烧蚀状态分为O级烧蚀、Ⅰ级烧蚀、Ⅱ级烧蚀、Ⅲ级烧蚀4等级，可为高压SF₆断路器检修提供参考。     

基于动态电阻技术SF6断路器灭弧室 发热缺陷分析与处理

本文基于动态电阻技术对一起SF_6断路器灭弧室发热缺陷进行了详细分析,介绍动态电阻测试基本原理,利用动态电阻技术评估灭弧室发热严重程度,判断发热是否已影响断路器弧触头灭弧性能,并通过灭弧室解体进行验证,最后对SF_6断路器灭弧室发热缺陷状态评估提出建议。     

基于LSTM-MIV神经网络的SF6断路器触头电寿命预测

文中基于LW30-40.5型SF₆断路器全寿命烧蚀试验数据,采用归一化异常指数F反映断路器触头剩余电寿命,0表示电寿命完备,1表示电寿命耗尽。根据断路器分闸动态电阻—行程曲线,提出了将动态电阻—行程曲线上行程大于8 mm且电阻值大于500μΩ的第一个峰值点作为断路器主触头接触阶段与弧触头接触阶段分界点。据此得到反映断路器触头异常指数F的5个特征参数,采用皮尔逊相关系数法对特征参数进行独立性分析。通过LSTM神经网络建立了基于特征参数与异常指数F之间的回归预测模型,F回归预测均方差和绝对平均误差分别为0.014 921和0.013 053,采用MIV方法确定了各特征参数对异常指数F影响权重。     

相控真空断路器同步关合电容器组的研究

分析了并联电容器组关合的暂态过程,用分相控制的永磁机构真空断路器进行了关合并联电容器组的试验研究。结果表明,相控真空断路器动作分散性小,可以有效地完成电容器组的同步关合,大幅度降低系统暂态过电压、减小涌流。     

500kV断路器灭弧室电寿命评估技术研究

如果断路器开展投切操作的过程,出现电弧烧蚀的情况,由于电弧的影响,使得断路器的触头表面出现一定程度的损坏,造成变形、毛刺以及材料蒸发的现象.如果产生的电弧温度持续提高,那么对断路器的触头表面材料影响将加剧.为了有效降低电弧烧蚀的影响,断路器实际运行过程中,增加了灭弧室的功能,然而影响断路器灭弧室的电寿命主要有两个方面:弧触头和喷口.根据这两个方面的工作状态,提出了相应的试验检测技术和评估方法.通过大量的实验发现,当断路器开断电流不断累积的情况下,断路器的弧触头之间有效接触位移不断降低,形成的平均接触电阻逐渐提高,并且,断路器的有效接触位移随着累积开断能量的升高而呈指数降低的现象.     

动态电阻测量法用于评估SF_6断路器灭弧室状况的探讨

介绍了一种不用打开灭弧室就可以评估断路器灭弧室状况的方法———动态电阻测量法 ,用此法很容易判断弧触头的烧损数值 .根据弧触头的烧损数值 ,就可以决定断路器是否需要大修