對采集數據進行形態學操作，得到內部高能等離子體及電弧外部輪廓的時間-
面積變化曲線。從引弧、穩定燃弧、熄弧及弧后介質恢復四個角度，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外面積差變化。實驗表明，通過分析不同階段的等離子體形態變化，能夠找到電弧平穩燃弧及弧后介質恢復的關鍵點，為高壓等級真空斷路器研發設計及后期電弧形態診斷提供進一步參考。 隨著我國電力系統的不斷發展，真空斷路器的生產數量逐漸超過中壓SF6開關。由于其體積小、開斷壽命長和電
流容量大等優點，真空斷路器的應用范圍越來越多向高壓、超高壓擴展。真空電弧是斷路器觸頭斷開時，依靠蒸發金屬蒸氣并電離來維持的低溫等離子體，其形成、發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特征，對斷路器電場、磁場設計有很好的指導作用。 通過對高速攝像機采集到一組真空電弧分析，t= 0.2～6.8 ms 為引弧和穩定燃弧階段，此階段電弧形態主要為陰極斑點形成和電弧等離子體充滿真個觸頭間隙，因此時兩極不斷向間隙補充電子及高能粒子，故此時雖電弧整體輪廓不斷增大，但擴散現象并不明顯。為更加清晰地展示內外電弧幾何形態區別，本文主要對熄滅階段及弧后介質恢復階段的電弧形態做出
后期處理，對穩定燃弧階段的內部高能等離子體形態未做出細節分析。t=6.9ms 開始為真空熄弧階段，內外面積差開始激增，內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擴散狀態，其電弧原始圖像與內部高能等離子體分布二值圖像如圖6。圖中可看出內部高能電弧即將從兩極分斷開來，外部電弧輪廓基本維持在穩定擴散狀態。 t = 7.5 ms 以后熄弧階段開始向弧后介質恢復階段過渡，內部等
離子面積分布迅速減小，外部電弧輪廓也出現縮小現象，
斷路器直流電阻增大的關鍵因素則是觸頭電磨損和斷路器觸頭開距的變化。 5、斷路器合閘跳時間增大 一般情況下，真空斷路器合閘時常常會出現觸頭跳的情況，然而如果說跳的范圍超出了規定的話就會造成觸頭燒傷或者熔焊。簧性能下降、拐臂和軸磨損往往會導致真空斷路器合閘跳時間的增長。 6、斷路器中間箱ct表面對支架放電 要斷路器對支架放電是由于電流互感器(ct)表面產生的不
均勻電場。真空斷路器中間箱裝有電流互感器，當電流互感器不采取措施，在斷路器運轉時ct表面就會產生不平衡的電場。因此要盡可能的阻止這樣的情況的出現就要在互感器出廠之前在其表面涂上一層半導體膠，這樣就可以保證電場平衡均勻。在裝配斷路器時若半導體膠要是受影響出現剝落的話依然會使得斷路器工作過程之中互感器表面出現不均勻電場，由此造成互感器表面對支架放電。 7、斷路器滅弧室不能斷開 一般
狀況下，造成斷路器電路斷開，電流切斷的主要原因是手動分閘操作以及保護動作跳閘。真空斷路器的滅弧原理區別于別的類型的斷路器，因為該斷路器一般是將真空作為絕緣及滅弧介質。 真空泡的真空度要是無法滿足要求的話常常會促成真空泡內出現電離，這必然會導致電離子出現，電離子無疑將減弱滅弧室內絕緣作用，因為這些因素斷路器滅弧室就會一直處在連接狀態。 8、斷路器真空泡真空度降低 真空泡
的材質要是出現了故障常常說明真空泡本身也出現的細小的漏點。真空泡內波形管的材質或制作裝配工藝出現故障的時候，由于真空滅弧室使用時期不斷的加長和開斷的次數增加真空度就會慢慢的減少，當真空度下降到無法維持規定的度數的時候就會使得它自身的開斷能力減弱和耐壓水平降低。
真空斷路器的瞬態過電壓已有大量文獻對此進行分析與研究，不過大部分是針對電弧爐等生產設備進行的。由于光伏發電系統內通常利用LC濾波模塊對輸出電壓進行整流，而此模塊也多用于抑制電路內的瞬態響應，因此LC濾波模塊對于控制真空斷路器的瞬態過電壓是否有著積極影響對于研究光伏系統內的斷路器瞬態響應有著重要意義。完善，產品型號多樣，隨著公司的不斷發展，產品設計科學、制作精良、造型美觀，是現代電網建設的理想的配套產品，其中戶內（外）真空斷路器，隔離開關，負荷開關，氧化鋅避雷器，熔斷器，穿墻套管，絕緣子，電流互感器，高壓電力計量箱等一系列高低壓電氣產品暢銷全國各地我們以“科技興業，質量創牌，誠經營，優良服務”的企業宗旨；一直致力于追求卓越的民族電氣工業，為廣大新老用戶提供優質的產品和良好的服務而不懈努力，您的滿意始終是我們追求的目標，真誠歡迎新老朋友惠顧，共創美好未來。本文旨在研究真空斷路器的瞬態響應在光伏發電系統中造成的影響，以12kV/1 250A規格的真空斷路器為例進行測試，并重點關注光伏器件中的LC濾波機構在抑制瞬態響應中的作用。1、光伏發電系統結構本文在研究時采用的光伏發電系統等效框圖如圖1所示。其中太陽能電池板用于將太陽輻射的能量轉化為直流電勢，其具體參數及非線性特性等由生產商提供。直流電勢須經由DC/DC升壓模塊以及DC/AC逆變器轉換為合適的交流電力輸送給電氣網絡。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以及滅弧后觸頭間的絕緣介質，得益于其高真空環境，觸頭間的介電常數是標準大氣壓下的十倍以上，因此其電流截斷能力也遠強于普通斷路器。然而正因其較強的電流截斷能力，真空斷路器在操作時易產生較高的過電壓，當電路中存在電機、變壓器、電抗器等高電感元件時，容易在這些元件兩端形成瞬態高壓，損壞電路。真空斷路器在光伏發電系統中的瞬態響應分析圖1光伏發電系統框圖2、瞬態響應測試本文在對真空斷路器的瞬態響應進行測試時，利用了一臺250kVA的配電變壓器對光伏發電系統的逆變器輸出部分進行模擬，該配電變壓器工作在0.1kV，獲得6kV電壓后，經由真空斷路器串聯至20kVA變壓器。真空斷路器采用12kV/1250A規格，簧運動機構。電壓測量部分本文采用Tektronix誖公司生產的高壓探頭配合示波器進行測量。實驗中所用到的電氣元件參數如表1所示：表1測試用電氣元件參數表真空斷路器在光伏發電系統中的瞬態響應分析3、總結通過對實驗數據的對比總結，本文得出如下結論：(1)當電路中未接入LC濾波器時對電路進行斷路測試，斷路器重燃現象頻繁發生。
主要是由于觸頭分開后殘余粒子定向移動引起。經過此階段后，內部等離子體維持這一狀態而外部電弧開始對外擴散，并在電流過零點以前擴散完全。從二值圖像中可以看出，剩余粒子對電弧重燃起到很大作用。 3.3、對比實驗 文中高速攝像機采集的電弧圖像為垂直拍攝方式，其中涉及到光強疊加與電弧徑向分布不均等問
題。在擴散型電弧數字采集過程中，圖像中內部電弧達到光強飽和邊緣，但未超出實驗可分析的灰度差范圍。為保證電弧等離子體幾何形態特征提取的準確性，特采集小電流擴散型電弧圖像作為對比實驗，這里只分析熄弧階段的電弧等離子體特征，電弧熄弧階段等離子體形態如圖8。經過對電弧圖像去噪聲及形態學處理，計算外部輪廓與內部高能等離子體形態分布，其時間-面積曲線如圖9本文利用高速攝像機采集真空斷路器斷開時電弧形態，通過圖
像去噪、數字圖像形態學操作，用選定特殊閾值的方法對電弧外在輪廓及內部高能等離子幾何形狀(主要為面積形狀) 進行統計說明，同時分析了內部高能等離子體與電弧外在輪廓的關系，得到以下結論： (1)伴隨著真空電弧引弧、平穩燃弧、熄弧及弧后介質恢復四階段，電弧等離子體面積形態可分為平穩擴散、迅速減小和后期維持三個階段。在平穩擴散階段內部高能等離子體不斷得到補充，與電弧輪廓同比例增加。面積迅速減小階
段，觸頭逐漸停止向間隙提供粒子，內部電弧在磁場作用下被擴散至周圍，電弧開始熄滅。后期維持階段主要表現為殘余粒子和電荷鞘層。隨著殘余粒子的消散，介質恢復不斷得到加強，此階段的電弧形態直接影響著重燃與否。 (2)通過電弧內外面積差，可以看出真空斷路器是否熄弧完全。的分斷電弧表現為，電流過零點之后，面積差迅速增大，高能等離子體得不到有效補充; 達到峰值后，面積差迅速減小，使得殘余粒子快速擴
散，為介質恢復提供條件。 真空開關電弧等離子體幾何形態研究為真空技術網首發，轉電力系統運行中經常發生分、合閘線圈燒毀事故。當電氣設備發生事故時，如果因高壓真空斷路器分閘回路斷線出現真空斷路器拒動現象，將使事故擴大，造成越級分閘致使大面積停電，甚至造成電力設備燒毀、火災等嚴重后果。而合閘回路完整性破壞時，雖然所造成的危害比分閘回路完整性破壞時要小一些，但它也使得線路不能正常送電，妨礙了供電
可靠性的提高。所以很有必要對真空斷路器線圈燒毀原因進行分析，積累了事故處理經驗，提出防范措施和技術改進，為斷路器檢修工作提供工作參考。
