真空觸頭機(jī)構(gòu)連入換流回路的阻抗是影響換流效率的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)表明，混合型中壓直流真空斷路器可以成功滿足艦船中壓直流電力系統(tǒng)負(fù)荷和保護(hù)分?jǐn)嗟囊蟆９饪卣婵諗嗦菲髂K應(yīng)用于多斷口真空斷路器對電源可靠性和低功耗提出了更高的要求，為此進(jìn)行了光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊設(shè)計(jì)。分析了自具電源的工作原理，優(yōu)化設(shè)計(jì)了其取電電磁感應(yīng)線圈(取電CT)的結(jié)構(gòu)。電容器充電模塊從電路結(jié)構(gòu)，器件選型，轉(zhuǎn)變工作方式等降低其工作時(shí)損耗。建立了永磁機(jī)構(gòu)操動電容充放電特性模型，分析得到低損耗的 間歇控制策略。進(jìn)行了智能控制器低功耗設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在線低功耗控制策略和離線休眠工作方式。 通過試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化后的取電CT工作范圍在200A~3000A，滿足在線自具電源模塊工作，整體自具電源正常工作時(shí)損耗做到了300mW，滿足電網(wǎng)停電3周，自具電源系統(tǒng)仍能驅(qū)動光控真空斷路器動作。設(shè)計(jì)的自具電源滿足系統(tǒng)對斷路器的可靠性和智能性的要求。引言真空斷路器應(yīng)用真空作為滅弧及絕緣介質(zhì)，熄弧能力強(qiáng)、體積小、重量輕，使用壽命長，無火災(zāi)危險(xiǎn)，不污染環(huán)境，因此廣泛應(yīng)用于中壓領(lǐng)域。但由于真空擊穿電壓與間隙長度間的飽和效應(yīng)，單斷口真空開關(guān)無法應(yīng)用于更高電壓等級，多斷口真空開關(guān)可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。已經(jīng)對多斷口真空斷路器的動、靜態(tài)絕緣特性及動態(tài)均壓問題研究多年，參文通過引入“擊穿弱點(diǎn)”概避雷器，熔斷器，穿墻套管，絕緣子，電流互感器，高壓電力計(jì)量箱等一系列高低壓電氣產(chǎn)品暢銷全國各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠經(jīng)營，優(yōu)良服務(wù)”的企業(yè)宗旨；一直致力于追求卓越的民族電氣工業(yè)，為廣大新老用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和良好的服務(wù)而不懈努力，您的滿意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來。念和概率統(tǒng)計(jì)方法建立了雙斷口及多斷口真空開關(guān)的靜態(tài)擊穿統(tǒng)計(jì)分布模型，得出三斷口真空滅弧室的擊穿概率比單斷口真空滅弧室更低，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。參文分析并驗(yàn)證了均壓電容對多斷口真空斷路器靜動態(tài)均壓效果。參文分析了雙斷口真空開關(guān)開斷機(jī)理與關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的多斷口真空開關(guān)采用的是傳統(tǒng)操動機(jī)構(gòu)，整個(gè)操動系統(tǒng)的環(huán)節(jié)多.累計(jì)運(yùn)動公差大而且響應(yīng)緩慢，可控性差，效率低，各斷口的動作同期性較差，不能滿足多斷口真空斷路器的同期性和可靠性的要求。參文提出了基于模塊化串聯(lián)技術(shù)構(gòu)成的多斷口真空斷路器實(shí)現(xiàn)策略：采用永磁機(jī)構(gòu)操動，光纖隔離控制，模塊高電位操動，分散性小，可靠性高，體積小，易于串并聯(lián)。傳統(tǒng)的簧操動機(jī)構(gòu)采用220V交流電控制電磁操動機(jī)構(gòu)脫扣。永磁操動機(jī)構(gòu)的電源主要有站內(nèi)直流電源、電容器組、蓄電池或者鋰電池，來對合、分閘線圈放電[10]，但這些電源設(shè)計(jì)都是低電位電源供電，終電源都是220V市電供電，基于光控真空斷路器模塊處于高電位，自具電源模塊采用高壓母線電流取電，解決了高電位供電問題。光控真空斷路器模塊采用電流取電與蓄電池儲存電能聯(lián)合為整套控制系統(tǒng)浮地供電，由于電流取電磁性元件的非線性限制了取電工作范圍和取電功率，所以需要對光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊進(jìn)行研究，滿足在線充電和離線長時(shí)間維持供電的要求。本文對電源模塊的電磁感應(yīng)線圈部分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲取更寬的工作范圍和輸出功率。
真空斷路器”因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名；其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。 真空斷路器是3～10kV，50Hz三相交流系統(tǒng)中的戶內(nèi)配電裝置，可供工礦企業(yè)、發(fā)電廠、變電站中作為電器設(shè)備的保護(hù)和控制之用，特別適用于要求無油化、少檢修及頻繁操作的使公司技術(shù)力量雄厚，設(shè)備配套完善，產(chǎn)品型號多樣，隨著公司的不斷發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)科學(xué)、制作精良、造型美觀，是現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的理想的配套產(chǎn)品，其中戶內(nèi)（外）真空斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)，氧化鋅避雷器，熔斷器，穿墻套管，絕緣子，電流互感器，高壓電力計(jì)量箱等一系列高低壓電氣產(chǎn)品暢銷全國各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠經(jīng)營，優(yōu)良服務(wù)”的企業(yè)宗旨；一直致力于追求卓越的民族電氣工業(yè)，為廣大新老用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和良好的服務(wù)而不懈努力，您的滿意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來。用場所，斷路器可配置在中置柜、雙層柜、固定柜中作為控制和保護(hù)高壓電氣設(shè)備用。為滿足真空滅弧室對機(jī)械參量的要求，保證真空斷路器電氣機(jī)械性能，確保運(yùn)行可靠性，真空斷路器須具有穩(wěn)定、良好的機(jī)械特性。主要機(jī)械特性列于上表，亦以三種斷路器技術(shù)指標(biāo)為例。 4.各機(jī)械特性對產(chǎn)品性能的影響 產(chǎn)品機(jī)械特性的優(yōu)劣，對產(chǎn)品各項(xiàng)電氣性能有重要的關(guān)系，而且影響產(chǎn)品運(yùn)行可靠性。衡量真空斷路器的性能，真空滅孤室本身的性能固然重要，然而機(jī)械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對各機(jī)械特性參數(shù)與產(chǎn)品性能的關(guān)系分述如下：開距觸頭的開距主要取決于真空斷路器的額定電壓和耐壓要求，一般額定電壓低時(shí)觸頭開距選得小些。但開距太小會影響分?jǐn)嗄芰湍蛪核健ｉ_距太大，雖然可以提高耐壓水平，但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計(jì)時(shí)一般在滿足運(yùn)行的耐壓要求下盡量把開距選得小一些。10kV真空斷路器的開距通常在8～12mm之間，35kV的則在30～40mm之間。接觸壓力在無外力作用時(shí)，動觸頭在大氣壓作用下，對內(nèi)腔產(chǎn)生一個(gè)閉合力使其與靜觸頭閉合，稱之為自閉力，其大小取決于波紋管的端口直徑。滅弧室在工作狀態(tài)時(shí)，這個(gè)力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸，必須施加一個(gè)外加壓力。這個(gè)外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個(gè)接觸壓力有如下幾個(gè)作用：(1)保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規(guī)定值。(2)滿足額定短路狀態(tài)時(shí)的動穩(wěn)定要求。應(yīng)使觸頭壓力大于額定短路狀態(tài)時(shí)的觸頭間的斥力，以保證在該狀態(tài)下的完全閉合和不受損壞。(3)抑制合閘彈跳。
對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行形態(tài)學(xué)操作，得到內(nèi)部高能等離子體及電弧外部輪廓的時(shí)間-
面積變化曲線。從引弧、穩(wěn)定燃弧、熄弧及弧后介質(zhì)恢復(fù)四個(gè)角度，對不同階段的電弧面積變化做出定量分析，并探究電弧熄弧階段電弧內(nèi)外面積差變化。實(shí)驗(yàn)表明，通過分析不同階段的等離子體形態(tài)變化，能夠找到電弧平穩(wěn)燃弧及弧后介質(zhì)恢復(fù)的關(guān)鍵點(diǎn)，為高壓等級真空斷路器研發(fā)設(shè)計(jì)及后期電弧形態(tài)診斷提供進(jìn)一步參考。 隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，真空斷路器的生產(chǎn)數(shù)量逐漸超過中壓SF6開關(guān)。由于其體積小、開斷壽命長和電
流容量大等優(yōu)點(diǎn)，真空斷路器的應(yīng)用范圍越來越多向高壓、超高壓擴(kuò)展。真空電弧是斷路器觸頭斷開時(shí)，依靠蒸發(fā)金屬蒸氣并電離來維持的低溫等離子體，其形成、發(fā)展和后熄滅對開斷電路有著重要影響。研究真空電弧等離子體的形態(tài)特征，對斷路器電場、磁場設(shè)計(jì)有很好的指導(dǎo)作用。 通過對高速攝像機(jī)采集到一組真空電弧分析，t= 0.2～6.8 ms 為引弧和穩(wěn)定燃弧階段，此階段電弧形態(tài)主要為陰極斑點(diǎn)形成和電弧等離子體充滿真?zhèn)€觸頭間隙，因此時(shí)兩極不斷向間隙補(bǔ)充電子及高能粒子，故此時(shí)雖電弧整體輪廓不斷增大，但擴(kuò)散現(xiàn)象并不明顯。為更加清晰地展示內(nèi)外電弧幾何形態(tài)區(qū)別，本文主要對熄滅階段及弧后介質(zhì)恢復(fù)階段的電弧形態(tài)做出
后期處理，對穩(wěn)定燃弧階段的內(nèi)部高能等離子體形態(tài)未做出細(xì)節(jié)分析。t=6.9ms 開始為真空熄弧階段，內(nèi)外面積差開始激增，內(nèi)部高能等離子體面積逐漸減小，電弧外部輪廓在縱向磁場作用下維持?jǐn)U散狀態(tài)，其電弧原始圖像與內(nèi)部高能等離子體分布二值圖像如圖6。圖中可看出內(nèi)部高能電弧即將從兩極分?jǐn)嚅_來，外部電弧輪廓基本維持在穩(wěn)定擴(kuò)散狀態(tài)。 t = 7.5 ms 以后熄弧階段開始向弧后介質(zhì)恢復(fù)階段過渡，內(nèi)部等
離子面積分布迅速減小，外部電弧輪廓也出現(xiàn)縮小現(xiàn)象，
1、光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本文在研究時(shí)采用的光伏發(fā)電系統(tǒng)等效框圖如圖1 所示。其中太陽能電池板用于將太陽輻射的能量轉(zhuǎn)化為直流電勢，其具體參數(shù)及非線性特性等由生產(chǎn)商提供。直流電勢須經(jīng)由DC/DC升壓模塊以
及DC/AC 逆變器轉(zhuǎn)換為合適的交流電力輸送給電氣網(wǎng)絡(luò)。圖中的LC 濾波器主要作用是用于限制逆變器得到的交流電中的諧波失真等非線性干擾。 真空斷路器利用真空作為滅弧介質(zhì)以及滅弧后觸頭間的絕緣介質(zhì)，得益于其高真空環(huán)境，觸頭間的介電常數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的十倍以上，因此其電流截?cái)嗄芰σ策h(yuǎn)強(qiáng)于普通斷路器。然而正因其較強(qiáng)的電流截?cái)嗄芰Γ婵諗嗦菲髟诓僮鲿r(shí)易產(chǎn)生較高的過電壓，當(dāng)電路中存在電機(jī)、變壓器、
電抗器等高電感元件時(shí)，容易在這些元件兩端形成瞬態(tài)高壓，損壞電路。隨著城市化進(jìn)程的加速，大型生活小區(qū)的形成以及工業(yè)生產(chǎn)的集團(tuán)化和規(guī)模化，為提高供電質(zhì)量，減少線路損耗，需要高壓送電直接進(jìn)入市區(qū)的負(fù)荷中心，因而要求大量使用占地面積小、可靠的高壓開關(guān)———真空開關(guān)。 真空開關(guān)是一種以氣體分子極為稀少，絕緣強(qiáng)度很高的真空空間為熄弧介質(zhì)的新型開關(guān)。其觸頭是在密封的真空滅弧室內(nèi)分、合電路的，切斷電
流時(shí)，僅有金屬蒸汽離子形成的電弧，而無氣體的碰撞游離，因金屬蒸汽離子的擴(kuò)散及再復(fù)合過程非常迅速，從而能快速滅弧和恢復(fù)原來的真空度，可承受多次分、合閘而不降低開斷能力，并且不產(chǎn)生高壓氣體及有毒氣體。因此具有：①體積小，重量輕；②動作快，開斷容量大；③適合頻繁操作;④無火災(zāi)及危險(xiǎn)，不污染環(huán)境；⑤壽命長，維修工作量少等優(yōu)點(diǎn)。 真空開關(guān)的工藝水平適合我國企業(yè)的制造現(xiàn)狀，價(jià)格相對較低，非常適合我國
的國情，因此得到了普遍的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前在10kV 級斷路器中，真空開關(guān)占到80%以上。在35kV 級，近幾年也占到40%以上。但是，由于真空開關(guān)依賴真空實(shí)現(xiàn)快速滅弧開斷，在檢測中也較多出現(xiàn)真空滅弧室漏氣、機(jī)械特性失調(diào)、溫升過高等不合格現(xiàn)象，因此在應(yīng)用真空開關(guān)時(shí)必須處理好這幾個(gè)關(guān)鍵問題。1、真空室漏氣 真空滅弧室是真空開關(guān)的核心部件， 它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封，內(nèi)部有
動、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)有負(fù)壓，