真空斷路器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的瞬態(tài)響應(yīng)分析為真空技術(shù)網(wǎng)首發(fā)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)以鏈接形式標(biāo)明本文首發(fā)網(wǎng)址。電力系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生分、合閘線圈燒毀事故。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生事故時(shí)，如果因高壓真空斷路器分閘回路斷線出現(xiàn)真空斷路器拒動(dòng)現(xiàn)象，將使事故擴(kuò)大，造成越級(jí)分閘致使大面積停電，甚至造成電力設(shè)備燒毀、火災(zāi)等嚴(yán)重后果。而合閘回路完整性破壞時(shí)，雖然所造成的危害比分閘回路完整性破壞時(shí)要小一些，但它也使得線路不能正常送電，妨礙了供電可靠性的提高。所以很有必要對(duì)真空斷路器線圈燒毀原因進(jìn)行分析，積累了事故處理經(jīng)驗(yàn)，提出防范措施和技術(shù)改進(jìn)，為斷路器檢修工作提供工作參考。眾所周知，跳、合閘線圈設(shè)計(jì)時(shí)都是按短時(shí)通電而設(shè)計(jì)的。跳、合閘線圈的燒毀，主要是由于跳、合閘線圈回路的電流不能正常切斷，至使跳、合閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通電造成的。一、分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通電的原因1、斷路器拒分控制回路正樂(lè)的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的規(guī)模型企業(yè)，公司技術(shù)力量雄厚，設(shè)備配套完善，產(chǎn)品型號(hào)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(hù)內(nèi)（外）真空斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)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(xiāo)全國(guó)各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠(chéng)經(jīng)營(yíng)，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(hù)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(mǎn)意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。常時(shí)，斷路器出現(xiàn)拒分的故障均為連桿機(jī)構(gòu)問(wèn)題，死點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)，使斷路器分閘鐵芯頂桿的力度不能使機(jī)構(gòu)及時(shí)脫扣，使線圈過(guò)載，造成分閘線圈燒毀。2、分閘電磁鐵機(jī)械故障線圈松動(dòng)造成斷路器分閘時(shí)電磁鐵芯位移，使鐵芯卡澀，造成線圈燒毀。或是由于鐵芯的活動(dòng)沖程過(guò)小，當(dāng)接通分閘回路電源時(shí)，鐵芯頂不動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)而使線圈長(zhǎng)時(shí)間通電燒毀。3、輔助開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)位置調(diào)整不當(dāng)在斷路器分合閘狀態(tài)時(shí)，應(yīng)調(diào)整輔助開(kāi)關(guān)使其指示到標(biāo)示的范圍內(nèi)，然而實(shí)際調(diào)整斷路器開(kāi)距和超行程等參數(shù)時(shí)，會(huì)改變斷路器分合閘的初始狀態(tài)，而輔助開(kāi)關(guān)分合位置的初始狀態(tài)未做相應(yīng)的調(diào)整，將導(dǎo)致輔助開(kāi)關(guān)不能正常切換分合閘回路而使分閘線圈燒毀。4、分閘控制回路輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)使用不當(dāng)分閘控制回路上接有一對(duì)延時(shí)動(dòng)合接點(diǎn)，該延時(shí)目的是為了保證斷路器在合閘過(guò)程中出現(xiàn)短路故障時(shí)能完成自由脫扣。然而，當(dāng)斷路器合閘時(shí)間極短，遠(yuǎn)小于斷路器的分閘時(shí)間，斷路器未來(lái)得及脫扣時(shí)就已合閘到位，此時(shí)，分閘控制回路的延時(shí)接點(diǎn)的延時(shí)作用將失去意義。

因此如何合理的設(shè)置鐵芯以及如何合理的設(shè)計(jì)鐵芯結(jié)構(gòu)成為提高真空滅弧室可靠性的關(guān)鍵。針對(duì)杯狀縱磁真空滅弧室觸頭，本文設(shè)計(jì)了兩種不同結(jié)構(gòu)的鐵芯，一種是結(jié)構(gòu)為環(huán)狀的鐵芯，為了減小渦流的影響，在環(huán)形鐵芯上開(kāi)一個(gè)間隙為1 mm 的斷口;另一種結(jié)構(gòu)為圓周方向布置的柱狀鐵芯，柱狀鐵芯相互不接觸，因此可以更好的減小渦流的影響。采用有限元分析方法對(duì)比分析了兩種不同結(jié)構(gòu)鐵
芯對(duì)縱向磁場(chǎng)和剩余磁場(chǎng)以及磁場(chǎng)滯后時(shí)間的影響。  觸頭結(jié)構(gòu)模型  文中仿真所采用的兩種不同鐵芯結(jié)構(gòu)的觸頭模型如圖1 所示，觸頭杯均有4 個(gè)杯指，為了防止觸頭片上產(chǎn)生渦流，對(duì)應(yīng)的在觸頭片上開(kāi)有四個(gè)周向均勻布置的徑向直槽。觸頭外徑尺寸為78 mm，壁厚11 mm，弧柱直徑與觸頭外徑尺寸相同，柱狀鐵芯12 個(gè)，仿真模型中觸頭開(kāi)距為10 mm，杯座材料為無(wú)氧銅，支撐盤(pán)材料為不銹鋼，觸頭片材觸頭在高真空中分離時(shí)，其電弧表現(xiàn)形式與外觀特性都與在空氣中的情形有較大區(qū)別。真空斷路器的擊穿機(jī)理目前主要有場(chǎng)致發(fā)射、粒撞擊和粒子交換
三種假說(shuō)，在短間隙真空斷路器的相關(guān)研究中，通常由場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)占主導(dǎo)。在觸頭斷開(kāi)時(shí)刻，整個(gè)陰極表面會(huì)產(chǎn)生金屬蒸氣。理論上是由于觸頭分開(kāi)瞬間，電流集中在觸頭表面某點(diǎn)上，導(dǎo)致金屬橋熔化且部分金屬原子發(fā)生電離。隨著觸頭開(kāi)距的增大，場(chǎng)致發(fā)射與間隙擊穿增強(qiáng)，觸頭表面金屬凸點(diǎn)不斷溶化并向觸頭間隙補(bǔ)充金屬粒子。此時(shí)陰極斑點(diǎn)會(huì)在陰極表面形成，并有更多的高能等離子體形成并擴(kuò)散至間隙內(nèi)。電弧引燃后，充滿(mǎn)等離子體的電極間
隙變成良好導(dǎo)體，同時(shí)陽(yáng)極開(kāi)始向電弧提供粒子。在縱向磁場(chǎng)作用下，電弧等離子體由觸頭中心向周?chē)鷶U(kuò)散，此過(guò)程會(huì)維持一段時(shí)間。對(duì)于交流真空斷路器而言，電流到達(dá)峰值后會(huì)逐漸減小，兩觸頭向等離子體提供的粒子同樣減少，此時(shí)電極間隙內(nèi)主要為弧后殘存粒子，伴隨著觸頭完全斷開(kāi)，殘存粒子逐漸擴(kuò)散至消失，斷路器完成開(kāi)斷。  真空電弧等離子體的產(chǎn)生過(guò)程，可以表現(xiàn)為觸頭開(kāi)距增大、觸頭表面金屬蒸發(fā)，伴隨場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)和金
屬電離，由于兩極電子、金屬離子的不斷補(bǔ)充，終形成電弧。在電弧等離子體的研究方面，王景、武建文等運(yùn)用連續(xù)光譜法分析了電子溫度和電子密度，并討論了中頻情況下，電弧過(guò)渡及擴(kuò)散兩種形態(tài)。胡上茂、姚學(xué)玲等利用RC 阻容式電荷收集器，對(duì)初始等離子體的觸發(fā)特性進(jìn)行了研究。舒勝文、黃道春等通過(guò)對(duì)真空斷路器開(kāi)斷過(guò)程的再研究，提出數(shù)值方針結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法，給出開(kāi)斷過(guò)程不同階段所需的數(shù)值仿真方法及關(guān)注點(diǎn)。趙子玉等通過(guò)C
CD 攝像技術(shù)，分析了真空電弧的重燃及抑制措施

真空滅弧室對(duì)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(duì)產(chǎn)品性能的影響產(chǎn)品機(jī)械特性的優(yōu)劣，對(duì)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(duì)各機(jī)械特性參數(shù)與產(chǎn)品性能的關(guān)系分述號(hào)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(hù)內(nèi)（外）真空斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)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(xiāo)全國(guó)各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠(chéng)經(jīng)營(yíng)，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(hù)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(mǎn)意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。如下：開(kāi)距觸頭的開(kāi)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(kāi)距選得小些。但開(kāi)距太小會(huì)影響分?jǐn)嗄芰湍蛪核健ｉ_(kāi)距太大，雖然可以提高耐壓水平，但會(huì)使真空滅弧室的波紋管壽命下降。設(shè)計(jì)時(shí)一般在滿(mǎn)足運(yùn)行的耐壓要求下盡量把開(kāi)距選得小一些。10kV真空斷路器的開(kāi)距通常在8～12mm之間，35kV的則在30～40mm之間。接觸壓力在無(wú)外力作用時(shí)，動(dòng)觸頭在大氣壓作用下，對(duì)內(nèi)腔產(chǎn)生一個(gè)閉合力使其與靜觸頭閉合，稱(chēng)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(dòng)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(chēng)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(dòng)、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規(guī)定值。(2)滿(mǎn)足額定短路狀態(tài)時(shí)的動(dòng)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。使觸頭在閉合碰撞時(shí)得以緩沖，把碰撞的動(dòng)能轉(zhuǎn)彈性勢(shì)能，抑制觸頭的彈跳。(4)為分閘提供一個(gè)加速力。當(dāng)接觸壓力大時(shí)，動(dòng)觸頭得到較大的分閘力，容易拉斷會(huì)鬧熔焊點(diǎn)，提高分閘初始的加速度，減少燃弧時(shí)間，提高分?jǐn)嗄芰ΑＳ|頭接觸壓力是一個(gè)很重要的參數(shù)，在產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)中要經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證、試驗(yàn)才選取得比較合適。如觸頭壓力選得太小，滿(mǎn)足不了上述各方面的要求；但觸頭壓力太大，一方面需要增大合閘操作功，另外滅弧室和整機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度要求也需要提高，技術(shù)上不經(jīng)濟(jì)。

1 操作人員應(yīng)初步了解產(chǎn)品的性能及安裝調(diào)整、維護(hù)知識(shí)，對(duì)運(yùn)行中問(wèn)題應(yīng)予以記錄，必要時(shí)通知制造廠家。 2 產(chǎn)品在安裝前要進(jìn)行外觀檢查。觀察一下產(chǎn)品的絕緣套管是否有損傷，分合指示、儲(chǔ)能指示是否有漏裝現(xiàn)象，箱體是否有變形等。檢查完畢后，產(chǎn)品要裝在高4m以上的柱子上使用。帶隔離開(kāi)關(guān)的斷路器安裝時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查隔離開(kāi)關(guān)與斷路器之間的機(jī)械聯(lián)鎖裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性。 3 產(chǎn)品在投入運(yùn)行前，就仔細(xì)核對(duì)各操作元件的額定電壓、額定電流與實(shí)際情況是否相符。并用機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，以檢查各種動(dòng)作是否正確。 4 斷路器的各項(xiàng)參數(shù)在出廠檢驗(yàn)時(shí)就已經(jīng)調(diào)整好，用戶(hù)不必開(kāi)機(jī)檢查；按要求進(jìn)行耐壓試驗(yàn)后，即可安裝。 5 斷路器可以單桿架設(shè)，也可以雙桿架設(shè)。斷路器應(yīng)平穩(wěn)、牢固地安裝在專(zhuān)用鋼架上。安裝示意圖見(jiàn)圖9。 6 產(chǎn)品定期進(jìn)行小檢，主要檢查斷路器的動(dòng)作是否正常。帶隔離開(kāi)關(guān)的斷路器，隔離開(kāi)關(guān)每年檢查2次，內(nèi)容有檢查隔離開(kāi)關(guān)與斷路器之間的機(jī)械聯(lián)鎖動(dòng)作是否正常，并在活動(dòng)部件注入一些潤(rùn)滑脂。服務(wù)為一體的規(guī)模型企業(yè)，公司技術(shù)力量雄厚，設(shè)備配套完善，產(chǎn)品型號(hào)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(hù)內(nèi)（外）真空斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，負(fù)荷開(kāi)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(xiāo)全國(guó)各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠(chéng)經(jīng)營(yíng)，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(hù)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(mǎn)意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。 7 斷路器底部的干燥劑為細(xì)孔硅膠，在其顏色變成淺黃時(shí)需更換。也壓開(kāi)關(guān)柜中電力互感器概述互感器是一種特殊的變壓器，分為電壓互感器和電流互感器二類(lèi)。電流互感器是將一次系統(tǒng)中的大電流，按照比例變化成適合通過(guò)儀表或繼電器等二次設(shè)備，額定電流一般為5A或1A的小電流。互感器的作用是使測(cè)量?jī)x表、繼電器等二次與高壓設(shè)備隔離，確保人身，并能有效地避免電路中短路電流直接通過(guò)測(cè)量?jī)x表和繼電器，使其不受大電流的沖擊而破壞，另外還可進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。為了確保互感器的正常運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行間隔性的檢測(cè)試驗(yàn)。對(duì)運(yùn)行中的互感器絕緣電阻的檢測(cè)試驗(yàn)一般間隔1-2年，目的是檢查其絕緣是否老化，互感器是否受潮。一次線圈用2500V搖表，二次線圈用1000V或2500V搖表?yè)u測(cè)，非被測(cè)量相繞相應(yīng)接地，測(cè)量還應(yīng)考慮空氣的溫度，套管表面臟污對(duì)絕緣電阻的影響。溫度變化對(duì)絕緣電阻的影響很大，測(cè)量時(shí)應(yīng)記錄下準(zhǔn)確的溫度進(jìn)行比較。對(duì)運(yùn)行中的互感器的交流耐壓檢測(cè)周期一般為1-3年，試驗(yàn)時(shí)二次繞組要短接。電力互感器，在高壓開(kāi)關(guān)柜中是一個(gè)極其重要的一次元件，電力配電室的運(yùn)行人員應(yīng)在大修或交接時(shí)，按電力標(biāo)準(zhǔn)，參考上述方法去檢修和維護(hù)它。二、我國(guó)高壓開(kāi)關(guān)柜的現(xiàn)狀在我國(guó)輸配電系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)20多年的努力發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的電力系統(tǒng)中高壓開(kāi)關(guān)柜中幾乎全部使用SF6斷路器和真空斷路器。目前我國(guó)以40kV電壓等級(jí)為界，40kV以上高壓開(kāi)關(guān)全部使用SF6斷路器，40kV以下以真空斷路器為主。可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件定期更換