40.5kV真空断路器灭弧室内的暂态电场计算

计算了40.5kV真空断路器开断空载变压器时由复燃和截流引起的暂态过电压.通过离散的傅里叶变换获得暂态过电压的三个主要频率分量,以此作为真空断路器的边界条件,首次对真空断路器灭弧室内的暂态电场采用有限元方法进行了计算.给出了灭弧室内的暂态电场分布,电场强度的最大值、发生时间及典型位置的电场强度随时间变化的曲线.讨论了暂态电场的一些特征,为真空断路器的绝缘设计提供参考.     

72.5kV真空灭弧室电位和电场分布研究

为分析72.5 kV真空灭弧室的电位分布和电场分布及其影响因素,建立了其轴对称有限元分析模型,计算了其电位分布和电场分布,研究了真空击穿的面积效应,并分析了主屏蔽罩的结构尺寸及多个屏蔽罩对真空灭弧室内部电场分布的影响。结果表明:真空灭弧室动静触头之间、触头和屏蔽罩之间的电位变化比较显著,灭弧室内部电场分布不均匀;随着触头间隙距离、触头半径及倒角部分曲率半径的增大,触头表面有效面积将增大,而灭弧室内部最大场强将有所减小;增大主屏蔽罩的半径和长度,可以使屏蔽罩两端的场强有所减小,在真空灭弧室内安装多个屏蔽罩,可以改善内部电场分布。计算结果可为高电压等级真空灭弧室的优化设计提供参考。     

126kV户外真空断路器灭弧室电场仿真计算

采用有限元软件对126kV户外真空断路器的灭弧室内部电场进行了仿真计算，考虑了灭弧室内部各种屏蔽罩对电场分布的影响，得出了一些有益的结论，为户外真空断路器的设计提供了理论基础。     

瓷柱式真空灭弧室的电场分析

计算和分析了瓷柱式真空灭弧室的内部电场,同时经冲击耐压试验证明:瓷柱被金属蒸气污染是造成此种结构灭弧室容易发生内击穿的原因。     

老炼方式对40.5kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响

为了降低真空灭弧室在投切背对背电容器组时的重燃率,文中采用试验的方法,研究了电压老炼、电流老炼和纳秒脉冲老炼对40.5 kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响,得出了老炼方式对40.5 kV真空灭弧室投切背对背电容器组的影响。纳秒脉冲老炼可以比较均匀的覆盖整个触头表面,而电压老炼和电流老炼只能覆盖触头表面的局部。纳秒脉冲老炼的真空灭弧室一次性通过投切背对背电容器组试验,电流老炼的真空灭弧室完成16次投切背对背电容器组试验后发生重燃,电压老炼的真空灭弧室完成一次投切背对背电容器组后300 ms发生重燃。     

40.5 kV SF6充气式开关柜三维电场分析

建立了40.5 kV、2 000 ASF6充气式开关柜的三维电场分析的有限元模型。针对产品实际结构的复杂性,应用网格划分控制工具的参数设置和疏密网格等分网方式对模型进行网格划分,按照实体模型的边界线或边界面的曲率排布设置了中间节点、边中节点,使有限元模型与实体模型的边界更吻合。同时采用局部细化、重新分网等方法提高网格的质量。考虑大型稀疏方程组迭代收敛以及收敛速度快慢的问题,通过几种求解方法的比较,选用不完全乔类斯基共轭梯度(incomplete Cholesky-conjugate gradient,ICCG)算法进行大型有限元方程组的求解。该文通过计算分析获得了充气柜2个气室(隔离开关室和断路器室)的电位和电场强度的分布规律,以及相关结构参数对电场分布的影响,从而对SF6充气柜(cubicle gas-insulated metal-enclosed switchgear,C-GIS)的绝缘结构设计提供理论参考。     

40.5kV穿墙套管电场分析及屏蔽优化

文中针对40.5 kV开关柜母线穿墙套管容易发生局部老化导致绝缘能力不足的问题,采用Ansys Workbench软件对穿墙套管进行电场分析查找电场集中位置,提出使用单个地电位屏蔽环或高电位和地电位屏蔽环组合方式解决穿墙套管局部电场集中问题的方法,分析了高、地电位屏蔽环的尺寸以及尺寸变化对穿墙套管电场分布的影响,计算了各个情况下的空气域最大电场值并绘制出曲线,并通过对大量的仿真验证和数据筛选,选择了a=7mm,b=15mm,c=27.6mm,d=17mm,e=25mm,在工频耐压下,穿墙套管周围空气域电场场强为E=2.61×10~6 V/m。设计出成本较低、电场较好的较为优化的带高、地电位屏蔽的穿墙套管,有效的改善穿墙套管周围的电场分布,提升了穿墙套管的绝缘水平,有效解决了开关柜母线绝缘套管局部绝缘能力不足的问题,提高了设备运行可靠性。     

基于JPCG算法的真空灭弧室三维电场有限元计算

建立了高压真空灭弧室三维电场有限元计算的模型及物理方程，分析了适用于大型稀疏矩阵求解的雅可比共轭梯度算法JPCG，给出JPCG算法的迭代流程。采用有限元法对高压真空灭弧室的三维电场分布进行了计算，同时应用JPCG算法来求解所得到的大型有限元方程组。最后采用不同的算法对真空灭弧室的自电容进行了对比计算，计算结果表明，采用JPCG算法可以明显减少有限元方程组求解的迭代次数，加快收敛速度，特别适合应用于三维电磁场有限元分析形成的大型稀疏方程组的求解，是用来计算大型有限元方程组的一种非常有效的方法。同时，真空灭弧室的自电容计算可以给真空灭弧室的优化设计提供参考。     

基于电磁驱动的40.5kV快速真空断路器研究

对快速操动机构操作方式和结构组合进行分析,利用永磁机构高可靠性、强可控性和电磁斥力机构动作速度快、触动时间短等特点,设计了一种单稳态永磁机构和双线圈斥力盘相组合的快速操动机构。利用Ansys Maxwell建立了快速操动机构的有限元模型,并进行了静态和动态仿真计算,使设计的快速操动机构满足快速真空断路器的特性需求。针对快速真空断路器合闸弹跳大的问题做了深入研究,给出了在断路器刚合点前14 mm位置处介入液压缓冲的最优方式,合闸弹跳减小为0 ms。研制出40.5 kV快速真空断路器样机,分闸时间3.6 ms,合闸时间14.6 ms,合闸弹跳0 ms,短路开断电流31.5 kA,短路关合80 kA的参数满足技术要求。样机在电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心通过了容量试验、10 000次机械寿命、温升、绝缘等试验验证。     

40.5kV试验套管设计中的电场优化

绝缘元器件的电场分布优劣直接关系到这一元器件的性能和寿命,但如何优化是一个非常复杂的过程。随着国民经济的快速、稳步增长,城市建设的飞速发展,企业、居民用电量呈直线上升,由此导致许多的负效应,诸如热损耗激增,增加设备成本等。为了解决这些问题,电力部门都在考虑提高电压等级。我国在传输距离较远和负荷相对较大的地区,广泛     

高压真空灭弧室的电场设计的新方法

高压真空灭弧室设计的关键是电场的设计。提出一种高压真空灭弧室电场设计的新方法。根据击穿弱点理论，确定有均压屏蔽罩的高压真空灭弧室结构，然后应用有限元法和最优化理论，推导出真空灭弧室的电场数学模型进行优化。通过求解灭弧室内部的静电场定解问题，优化其内部几何参数，使灭弧室内部电场较均匀，电场强度的峰值出现在“第二辅助间隙”中。优化的参数结构提高了灭弧室的耐压能力。     

高压真空灭弧室电场的计算分析及结构改进

应用有限元法对外屏蔽罩结构真空灭弧室内部电场分布进行了计算和分析,计算中设电位边界条件不对称,且悬浮屏蔽罩的电位为未知量,并计及电极表面带电粒子的影响,得出了灭弧室中电场分布严重不对称影响灭弧室的耐压和开断性能的结果,进而提出了改善电场分布的措施。     

影响 35kV 真空灭弧室电性能的因素分析

通过试验与理论分析,研究了灭弧室内部电场分布、触头结构、触头材料及制造工艺等因素对３５ｋＶ真空灭弧室电性能的影响,提出了解决我国３５ｋＶ真空灭弧室存在弧后重燃和耐压水平下降问题的思路     

基于ANSYS的500kV分裂导线间隔棒电场特性分析

针对500k V输电线路电磁环境显著问题,选择四分裂导线间隔棒为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立分裂导线间隔棒实体模型,结合ANSYS处理器分析了500k V输电线路分裂导线间隔棒的电位及电场分布。分析的结果能够为输电线路金具的设计选型提供参考。     

550kV交流滤波器断路器灭弧室电场计算

交流滤波器小组断路器爆炸事故会给电网的安全稳定运行造成了极大的威胁,有必要通过对断路器的仿真计算来分析影响灭弧室内绝缘的因素以判断断路器的故障产生的原因。考虑到设备结构对称性,利用Solidworks软件建立了550 k V双断口瓷柱式断路器的单断口三维计算模型,包括动静弧触头、瓷套、SF6和空气包等,并采用有限元计算软件ANSYS开展三维静电场的仿真计算。通过对正常开断、瓷套壁有金属微粒、弧触头间有金属微粒、弧触头上有金属微粒和瓷套加宽等5种工况的计算,发现最大电场强度出现在断路器熄弧后7.5 ms时刻,弧触头上存在金属微粒将使最大场强值显著增加。适当提高灭弧室SF6气压并采取金属微粒吸附措施将有利于减少断路器内绝缘故障。     

真空灭弧室的几种主屏蔽罩电场仿真分析

<正>介绍了在电力系统一个重要元件——真空灭弧室的主屏蔽罩结构设计。随着真空灭弧室产品向小型化和低成本发展,主屏蔽罩的结构也发生相应变化。真空灭弧室作为真空断路器的核心元件,其质量性能好坏直接决定了真空断路器的使用性能表现。市场上,真空灭弧室典型结构组成如图1所示。主屏蔽罩作为真空灭弧室的关键零件之一,主要作用是当触头之间产生电弧时有大量金属蒸气和液滴向真空灭弧室四周喷溅,这些电弧生成     

40.5 kV真空灭弧室内部电场强度分布的仿真分析

40.5kV/2.5kA/63kA真空灭弧室作为363kV/5kA/63kA快速断路器串联模块的子单元,研究其内部电场强度分布以确保其绝缘性能,对于整套快速断路器装置的安全可靠运行尤为重要。根据实际参数搭建了40.5kV真空灭弧室的基本模型,利用Ansoft有限元计算仿真软件搭建了40.5kV真空灭弧室的仿真模型,进行了电场强度分布的仿真计算,得到了灭弧室中的动触头台阶倒角区域、动触头倒角区域、静触头台阶倒角区域、静触头倒角区域的电场强度最大,最有可能发生击穿的结论。提出了通过改变台阶倒角和触头倒角以改善电场分布进行优化设计的建议,并利用Ansoft仿真软件进行改变台阶倒角值和触头倒角值后的仿真计算,得到了触头台阶处倒角取值2mm、动静触头倒角2mm或3mm的设计较优,只设置1个触头片时触头倒角取值3mm设计较优。     

真空灭弧室发展分析

阐述了真空灭弧室的发展历史及现状,对决定真空灭弧室发展的4个关键技术:触头材料、电弧控制系统、灭弧室结构及灭弧室制造技术进行了分析,同时对真空灭弧室的发展趋势作了介绍。