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1、光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  本文在研究時采用的光伏發(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，因此其電流截斷能力也遠(yuǎn)強(qiáng)于普通斷路器。然而正因其較強(qiáng)的電流截斷能力，真空斷路器在操作時易產(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，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，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，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，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)時必須處理好這幾個關(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，

斷路器直流電阻增大的關(guān)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(xiàn)觸頭跳的情況，然而如果說跳的范圍超出了規(guī)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(dǎo)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(chǎn)生的不
均勻電場。真空斷路器中間箱裝有電流互感器，當(dāng)電流互感器不采取措施，在斷路器運(yùn)轉(zhuǎn)時ct表面就會產(chǎn)生不平衡的電場。因此要盡可能的阻止這樣的情況的出現(xiàn)就要在互感器出廠之前在其表面涂上一層半導(dǎo)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(dǎo)體膠要是受影響出現(xiàn)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(xiàn)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(hù)動作跳閘。真空斷路器的滅弧原理區(qū)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(zhì)。  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(nèi)出現(xiàn)電離，這必然會導(dǎo)致電離子出現(xiàn)，電離子無疑將減弱滅弧室內(nèi)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(tài)。  8、斷路器真空泡真空度降低  真空泡
的材質(zhì)要是出現(xiàn)了故障常常說明真空泡本身也出現(xiàn)的細(xì)小的漏點(diǎn)。真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作裝配工藝出現(xiàn)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(shù)增加真空度就會慢慢的減少，當(dāng)真空度下降到無法維持規(guī)定的度數(shù)的時候就會使得它自身的開斷能力減弱和耐壓水平降低。

也可以是可抽出式的，還可安裝于框架上使用工作原理編輯永磁操動機(jī)構(gòu)原理當(dāng)斷路器處于合閘或分閘位置時，線圈中無電流通過， 磁鐵利用動靜鐵芯提供的低磁阻抗通道將鐵VS1(VBM7)-12側(cè)裝式[1]芯保持在上下極限位置，而不需要任何機(jī)械鎖扣。當(dāng)有動作號時，合閘或分閘線圈中的電流產(chǎn)生磁勢，VS1-12真空斷路器VS1-12真空斷路器動、靜鐵芯中由線圈產(chǎn)生的磁場與永磁體產(chǎn)生的磁場疊加合成，動鐵芯連同固定在上面的驅(qū)動桿，在合成磁場力的作用下，在規(guī)定的時間內(nèi)以規(guī)定的速度驅(qū)動開關(guān)本體完成開合任務(wù)。此機(jī)構(gòu)之所以被稱為兩位式雙穩(wěn)態(tài)原理結(jié)構(gòu)，是由于動鐵芯在行程終止的兩個位置，不需要消耗任何能量即可保持。而傳統(tǒng)的電磁機(jī)構(gòu)，動鐵芯是通過簧的作用被保持在行程的一端，而在行程的另一端，靠機(jī)械鎖扣或電磁能量進(jìn)行保護(hù)。由上述可知，永磁操動機(jī)構(gòu)是通過將電磁鐵與 磁鐵特殊結(jié)合，來實現(xiàn)傳統(tǒng)斷路器操動機(jī)構(gòu)的全部功能：由 磁鐵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫鎖扣機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)極限位置的保持功能，由分合閘線圈來提供操作時所需要的能量。可以看出，由于工作原理的改變，整個機(jī)構(gòu)的零部件總數(shù)大幅減少，使機(jī)構(gòu)的整體可靠性有可能得到大幅提高。由于永磁機(jī)構(gòu)本身的特點(diǎn)，可以提高斷路器的可靠性，同時合分閘特性又只與線圈參數(shù)有關(guān)，因此永磁機(jī)構(gòu)的分合閘特性可以通過電子或機(jī)系統(tǒng)來控制，實現(xiàn)速度特性的智能控制，具有自檢測功能。控制回路可采用電子控制、外接合閘直流接觸器。滅弧室滅弧原理VS1-12/ M斷路器(配永磁操動機(jī)構(gòu))采用真空滅弧室，以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)，滅弧室具有極高的真VS1-12真空斷路器VS1-12真空斷路器(5張)VS1-12真空斷路器，空度，當(dāng)動、靜觸頭在操動機(jī)構(gòu)作用下帶電分閘時，在觸頭間將會產(chǎn)生真空電弧，同時由于觸頭的特殊結(jié)構(gòu)，在觸頭間隙中也會產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目v磁場，促使真空電弧保持為擴(kuò)散型，并使電弧均勻分布在觸頭表面燃燒，維持低的電弧電壓，在電流自然過零時，殘

主要是由于觸頭分開后殘余粒子定向移動引起。經(jīng)過此階段后，內(nèi)部等離子體維持這一狀態(tài)而外部電弧開始對外擴(kuò)散，并在電流過零點(diǎn)以前擴(kuò)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(jī)采集的電弧圖像為垂直拍攝方式，其中涉及到光強(qiáng)疊加與電弧徑向分布不均等問
題。在擴(kuò)散型電弧數(shù)字采集過程中，圖像中內(nèi)部電弧達(dá)到光強(qiáng)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(tài)特征提取的準(zhǔn)確性，特采集小電流擴(kuò)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(tài)如圖8。經(jīng)過對電弧圖像去噪聲及形態(tài)學(xué)處理，計算外部輪廓與內(nèi)部高能等離子體形態(tài)分布，其時間-面積曲線如圖9本文利用高速攝像機(jī)采集真空斷路器斷開時電弧形態(tài)，通過圖
像去噪、數(shù)字圖像形態(tài)學(xué)操作，用選定特殊閾值的方法對電弧外在輪廓及內(nèi)部高能等離子幾何形狀(主要為面積形狀) 進(jìn)行統(tǒng)計說明，同時分析了內(nèi)部高能等離子體與電弧外在輪廓的關(guān)系，得到以下結(jié)論：  (1)伴隨著真空電弧引弧、平穩(wěn)燃弧、熄弧及弧后介質(zhì)恢復(fù)四階段，電弧等離子體面積形態(tài)可分為平穩(wěn)擴(kuò)散、迅速減小和后期維持三個階段。在平穩(wěn)擴(kuò)散階段內(nèi)部高能等離子體不斷得到補(bǔ)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(nèi)部電弧在磁場作用下被擴(kuò)散至周圍，電弧開始熄滅。后期維持階段主要表現(xiàn)為殘余粒子和電荷鞘層。隨著殘余粒子的消散，介質(zhì)恢復(fù)不斷得到加強(qiáng)，此階段的電弧形態(tài)直接影響著重燃與否。  (2)通過電弧內(nèi)外面積差，可以看出真空斷路器是否熄弧完全。的分?jǐn)嚯娀”憩F(xiàn)為，電流過零點(diǎn)之后，面積差迅速增大，高能等離子體得不到有效補(bǔ)充; 達(dá)到峰值后，面積差迅速減小，使得殘余粒子快速擴(kuò)
散，為介質(zhì)恢復(fù)提供條件。  真空開關(guān)電弧等離子體幾何形態(tài)研究為真空技術(shù)網(wǎng)首發(fā)，轉(zhuǎn)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，如果因高壓真空斷路器分閘回路斷線出現(xiàn)真空斷路器拒動現(xiàn)象，將使事故擴(kuò)大，造成越級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，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(jìn)行分析，積累了事故處理經(jīng)驗，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。 

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