真空斷路器在光伏發電系統中的瞬態響應分析為真空技術網首發，轉載請以鏈接形式標明本文首發網址。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。眾所周知，跳、合閘線圈設計時都是按短時通電而設計的。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、合閘線圈長時間通電造成的。一、分閘線圈長時間通電的原因1、斷路器拒分控制回路正樂的產品研發、生產、銷售和服務為一體的規模型企業，公司技術力量雄厚，設備配套完善，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。常時，斷路器出現拒分的故障均為連桿機構問題，死點調整不當，使斷路器分閘鐵芯頂桿的力度不能使機構及時脫扣，使線圈過載，造成分閘線圈燒毀。2、分閘電磁鐵機械故障線圈松動造成斷路器分閘時電磁鐵芯位移，使鐵芯卡澀，造成線圈燒毀。或是由于鐵芯的活動沖程過小，當接通分閘回路電源時，鐵芯頂不動脫扣機構而使線圈長時間通電燒毀。3、輔助開關分合閘狀態位置調整不當在斷路器分合閘狀態時，應調整輔助開關使其指示到標示的范圍內，然而實際調整斷路器開距和超行程等參數時，會改變斷路器分合閘的初始狀態，而輔助開關分合位置的初始狀態未做相應的調整，將導致輔助開關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關接點使用不當分閘控制回路上接有一對延時動合接點，該延時目的是為了保證斷路器在合閘過程中出現短路故障時能完成自由脫扣。然而，當斷路器合閘時間極短，遠小于斷路器的分閘時間，斷路器未來得及脫扣時就已合閘到位，此時，分閘控制回路的延時接點的延時作用將失去意義。
因此如何合理的設置鐵芯以及如何合理的設計鐵芯結構成為提高真空滅弧室可靠性的關鍵。針對杯狀縱磁真空滅弧室觸頭，本文設計了兩種不同結構的鐵芯，一種是結構為環狀的鐵芯，為了減小渦流的影響，在環形鐵芯上開一個間隙為1 mm 的斷口;另一種結構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比分析了兩種不同結構鐵
芯對縱向磁場和剩余磁場以及磁場滯后時間的影響。 觸頭結構模型 文中仿真所采用的兩種不同鐵芯結構的觸頭模型如圖1 所示，觸頭杯均有4 個杯指，為了防止觸頭片上產生渦流，對應的在觸頭片上開有四個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，仿真模型中觸頭開距為10 mm，杯座材料為無氧銅，支撐盤材料為不銹鋼，觸頭片材觸頭在高真空中分離時，其電弧表現形式與外觀特性都與在空氣中的情形有較大區別。真空斷路器的擊穿機理目前主要有場致發射、粒撞擊和粒子交換
三種假說，在短間隙真空斷路器的相關研究中，通常由場致發射效應占主導。在觸頭斷開時刻，整個陰極表面會產生金屬蒸氣。理論上是由于觸頭分開瞬間，電流集中在觸頭表面某點上，導致金屬橋熔化且部分金屬原子發生電離。隨著觸頭開距的增大，場致發射與間隙擊穿增強，觸頭表面金屬凸點不斷溶化并向觸頭間隙補充金屬粒子。此時陰極斑點會在陰極表面形成，并有更多的高能等離子體形成并擴散至間隙內。電弧引燃后，充滿等離子體的電極間
隙變成良好導體，同時陽極開始向電弧提供粒子。在縱向磁場作用下，電弧等離子體由觸頭中心向周圍擴散，此過程會維持一段時間。對于交流真空斷路器而言，電流到達峰值后會逐漸減小，兩觸頭向等離子體提供的粒子同樣減少，此時電極間隙內主要為弧后殘存粒子，伴隨著觸頭完全斷開，殘存粒子逐漸擴散至消失，斷路器完成開斷。 真空電弧等離子體的產生過程，可以表現為觸頭開距增大、觸頭表面金屬蒸發，伴隨場致發射效應和金
屬電離，由于兩極電子、金屬離子的不斷補充，終形成電弧。在電弧等離子體的研究方面，王景、武建文等運用連續光譜法分析了電子溫度和電子密度，并討論了中頻情況下，電弧過渡及擴散兩種形態。胡上茂、姚學玲等利用RC 阻容式電荷收集器，對初始等離子體的觸發特性進行了研究。舒勝文、黃道春等通過對真空斷路器開斷過程的再研究，提出數值方針結合實驗的方法，給出開斷過程不同階段所需的數值仿真方法及關注點。趙子玉等通過C
CD 攝像技術，分析了真空電弧的重燃及抑制措施
真空滅弧室對機械參量的要求，保證真空斷路器電氣機械性能，確保運行可靠性，真空斷路器須具有穩定、良好的機械特性。主要機械特性列于上表，亦以三種斷路器技術指標為例。4.各機械特性對產品性能的影響產品機械特性的優劣，對產品各項電氣性能有重要的關系，而且影響產品運行可靠性。衡量真空斷路器的性能，真空滅孤室本身的性能固然重要，然而機械特性同樣具有舉足輕重的作用。下面對各機械特性參數與產品性能的關系分述號多樣，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。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，一般額定電壓低時觸頭開距選得小些。但開距太小會影響分斷能力和耐壓水平。開距太大，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。設計時一般在滿足運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，動觸頭在大氣壓作用下，對內腔產生一個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。滅弧室在工作狀態時，這個力太小不能保證動靜觸頭間良好的電接觸，必須施加一個外加壓力。這個外加壓力和自閉力之和稱為觸頭的接觸壓力。這個接觸壓力有如下幾個作用：(1)保證動、靜觸頭的良好接觸，并使其接觸電阻少于規定值。(2)滿足額定短路狀態時的動穩定要求。應使觸頭壓力大于額定短路狀態時的觸頭間的斥力，以保證在該狀態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得以緩沖，把碰撞的動能轉彈性勢能，抑制觸頭的彈跳。(4)為分閘提供一個加速力。當接觸壓力大時，動觸頭得到較大的分閘力，容易拉斷會鬧熔焊點，提高分閘初始的加速度，減少燃弧時間，提高分斷能力。觸頭接觸壓力是一個很重要的參數，在產品的初始設計中要經過多次驗證、試驗才選取得比較合適。如觸頭壓力選得太小，滿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，另外滅弧室和整機的機械強度要求也需要提高，技術上不經濟。
1 操作人員應初步了解產品的性能及安裝調整、維護知識，對運行中問題應予以記錄，必要時通知制造廠家。 2 產品在安裝前要進行外觀檢查。觀察一下產品的絕緣套管是否有損傷，分合指示、儲能指示是否有漏裝現象，箱體是否有變形等。檢查完畢后，產品要裝在高4m以上的柱子上使用。帶隔離開關的斷路器安裝時應認真檢查隔離開關與斷路器之間的機械聯鎖裝置動作的準確性。 3 產品在投入運行前，就仔細核對各操作元件的額定電壓、額定電流與實際情況是否相符。并用機構進行操作，以檢查各種動作是否正確。 4 斷路器的各項參數在出廠檢驗時就已經調整好，用戶不必開機檢查；按要求進行耐壓試驗后，即可安裝。 5 斷路器可以單桿架設，也可以雙桿架設。斷路器應平穩、牢固地安裝在專用鋼架上。安裝示意圖見圖9。 6 產品定期進行小檢，主要檢查斷路器的動作是否正常。帶隔離開關的斷路器，隔離開關每年檢查2次，內容有檢查隔離開關與斷路器之間的機械聯鎖動作是否正常，并在活動部件注入一些潤滑脂。服務為一體的規模型企業，公司技術力量雄厚，設備配套完善，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。 7 斷路器底部的干燥劑為細孔硅膠，在其顏色變成淺黃時需更換。也壓開關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。電流互感器是將一次系統中的大電流，按照比例變化成適合通過儀表或繼電器等二次設備，額定電流一般為5A或1A的小電流。互感器的作用是使測量儀表、繼電器等二次與高壓設備隔離，確保人身，并能有效地避免電路中短路電流直接通過測量儀表和繼電器，使其不受大電流的沖擊而破壞，另外還可進行遠距離測量。為了確保互感器的正常運行，應進行間隔性的檢測試驗。對運行中的互感器絕緣電阻的檢測試驗一般間隔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搖表搖測，非被測量相繞相應接地，測量還應考慮空氣的溫度，套管表面臟污對絕緣電阻的影響。溫度變化對絕緣電阻的影響很大，測量時應記錄下準確的溫度進行比較。對運行中的互感器的交流耐壓檢測周期一般為1-3年，試驗時二次繞組要短接。電力互感器，在高壓開關柜中是一個極其重要的一次元件，電力配電室的運行人員應在大修或交接時，按電力標準，參考上述方法去檢修和維護它。二、我國高壓開關柜的現狀在我國輸配電系統中，經過20多年的努力發展，現在我國的電力系統中高壓開關柜中幾乎全部使用SF6斷路器和真空斷路器。目前我國以40kV電壓等級為界，40kV以上高壓開關全部使用SF6斷路器，40kV以下以真空斷路器為主。可根據當地的氣候條件定期更換