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對(duì)真空斷路器在不同真空度情況下的有限元電場(chǎng) 分析，以及模擬實(shí)驗(yàn)的測(cè)量分析，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:屏蔽罩電位與斷路器外的測(cè)量點(diǎn)電位基本保持同步變化的關(guān)系，對(duì)測(cè)量點(diǎn)處電位的測(cè)量能夠很好地反應(yīng)屏蔽罩的電位；在壓強(qiáng)小于10-2Pa的高真空下，測(cè)量電位的變化極其弱，檢測(cè)難度較大。但在壓強(qiáng)處于10-2Pa之上時(shí)，測(cè)量電位有較大的變化，因此可以對(duì)此時(shí)的電位進(jìn)行測(cè)量，作為真空斷路器檢修的預(yù)警號(hào)。本文的分析結(jié)果給基于屏蔽罩電位測(cè)量真空度的方案提供了參考和依據(jù)，對(duì)在線真空度測(cè)量系統(tǒng)的研究具有積極意義。為進(jìn)一步理解真空斷路器開(kāi)斷過(guò)程中的電流零區(qū)現(xiàn)象， 分析了真空斷路器開(kāi)斷短路故障和切除電容器組時(shí)瞬態(tài)恢復(fù)電壓(transientrecoveryvoltageTRV)和弧后電流的相互作用。在PSCAD/EMTDC中建立了基于Langmuir探針理論的真空斷路器弧后電流 模型， 結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相符，驗(yàn)證了模型有效性。 結(jié)果表明：開(kāi)斷短路故障時(shí)，是否考慮弧后電流對(duì)TRV沒(méi)有明顯的影響，弧后電流大小則與TRV上升率成正比;切除電容器組時(shí)，弧后電流對(duì)起始TRV有顯著影響，但對(duì)工頻恢復(fù)電壓沒(méi)有影響。此外，短路類型、短路點(diǎn)位置、短路合閘相角、系統(tǒng)等效電感、電容等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)TRV和弧后電流也有很大影響。研究成果有助于分析不同工況下真空斷路器面臨的開(kāi)斷考驗(yàn)。引言真空斷路器采用真空作為滅弧和絕緣介產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(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(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。質(zhì)，具有熄弧能力強(qiáng)、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于40.5kV及以下電壓等級(jí)的中壓配網(wǎng)中。在真空斷路器的電流開(kāi)斷過(guò)程中，由于真空電弧電壓很小，從電流即將過(guò)零到過(guò)零瞬間，真空間隙一直充滿著高電導(dǎo)率的電弧等離子體，從而與外電路之間沒(méi)有明顯的相互作用。電流過(guò)零時(shí)真空間隙中仍然存在許多殘余粒子，包括電子、離子、金屬蒸氣和金屬液滴等。電流過(guò)零后，觸頭間的殘余電荷將在瞬態(tài)恢復(fù)電壓(transientrecoveryvoltageTRV)的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成所謂的弧后電流。真空間隙隨著殘余粒子的不斷擴(kuò)散從高導(dǎo)電狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成高阻狀態(tài)。因此，真空電弧(如殘余粒子擴(kuò)散、弧后電流等)與外電路(主要為TRV)的相互作用主要發(fā)生在電流過(guò)零后。而在SF6斷路器中，氣體電弧與外電路的相互作用主要發(fā)生在電流過(guò)零以前。由于電流零區(qū)(尤其是零后幾到幾十μs內(nèi)的間隙狀態(tài))是真空斷路器成功開(kāi)斷的關(guān)鍵，故許多研究人員對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)和 研究，試圖從中找到表征真空斷路器開(kāi)斷性能的特征參數(shù)。如參文對(duì)真空斷路器大電流開(kāi)斷過(guò)程的電流零區(qū)進(jìn)行了高分辨率的參數(shù)測(cè)量。

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(yáng)能電池板用于將太陽(yáng)輻射的能量轉(zhuǎn)化為直流電勢(shì)，其具體參數(shù)及非線性特性等由生產(chǎn)商提供。直流電勢(shì)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?，真空斷路器在操作時(shí)易產(chǎn)生較高的過(guò)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)?；?，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(kāi)關(guān)———真空開(kāi)關(guān)。  真空開(kāi)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(kāi)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(wú)氣體的碰撞游離，因金屬蒸汽離子的擴(kuò)散及再?gòu)?fù)合過(guò)程非常迅速，從而能快速滅弧和恢復(fù)原來(lái)的真空度，可承受多次分、合閘而不降低開(kāi)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(dòng)作快，開(kāi)斷容量大；③適合頻繁操作;④無(wú)火災(zāi)及危險(xiǎn)，不污染環(huán)境；⑤壽命長(zhǎng)，維修工作量少等優(yōu)點(diǎn)。  真空開(kāi)關(guān)的工藝水平適合我國(guó)企業(yè)的制造現(xiàn)狀，價(jià)格相對(duì)較低，非常適合我國(guó)
的國(guó)情，因此得到了普遍的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前在10kV 級(jí)斷路器中，真空開(kāi)關(guān)占到80%以上。在35kV 級(jí)，近幾年也占到40%以上。但是，由于真空開(kāi)關(guān)依賴真空實(shí)現(xiàn)快速滅弧開(kāi)斷，在檢測(cè)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(guò)高等不合格現(xiàn)象，因此在應(yīng)用真空開(kāi)關(guān)時(shí)必須處理好這幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。1、真空室漏氣  真空滅弧室是真空開(kāi)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(dòng)、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)有負(fù)壓，

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(wú)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(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(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。用場(chǎng)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(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?。開(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。

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。相反，該延時(shí)接點(diǎn)在分閘過(guò)程中，由于輔助開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭絕緣間隙較小，經(jīng)常出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，頻繁拉弧，久而久之使輔助開(kāi)關(guān)的觸頭燒毀，繼而引起分閘線圈燒毀。  5、分閘回路電阻偏大  分閘線圈回路絕緣降低，或是線路過(guò)細(xì)造成電阻偏大，使得分閘回路電壓有衰減，導(dǎo)致控制電壓達(dá)不到線圈分閘電壓動(dòng)作值，分
閘線圈長(zhǎng)期帶電，線圈燒毀。二、防止分閘線圈燒毀的措施  (1) 將分閘回路的延時(shí)動(dòng)合接點(diǎn)改接為一對(duì)普通的常開(kāi)接點(diǎn)，經(jīng)常檢查輔助開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)及輔助開(kāi)關(guān)的拐臂螺絲，正確調(diào)整輔助開(kāi)關(guān)的位置，使輔助開(kāi)關(guān)與斷路器分合閘位置正確、有效地配合。  (2) 固定好分閘線圈，經(jīng)常檢查分閘線圈的鐵芯有無(wú)卡澀。  (3) 每年的檢修工作中，正確調(diào)整好斷路器的連桿機(jī)構(gòu)，經(jīng)常檢查斷路器的自由脫扣是
否正常，斷路器的低電壓動(dòng)作試驗(yàn)是否在額定電壓的30%-65%時(shí)可靠跳閘。

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