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真空觸頭機(jī)構(gòu)連入換流回路的阻抗是影響換流效率的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)表明，混合型中壓直流真空斷路器可以成功滿足艦船中壓直流電力系統(tǒng)負(fù)荷和保護(hù)分?jǐn)嗟囊蟆９饪卣婵諗嗦菲髂K應(yīng)用于多斷口真空斷路器對(duì)電源可靠性和低功耗提出了更高的要求，為此進(jìn)行了光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊設(shè)計(jì)。分析了自具電源的工作原理，優(yōu)化設(shè)計(jì)了其取電電磁感應(yīng)線圈(取電CT)的結(jié)構(gòu)。電容器充電模塊從電路結(jié)構(gòu)，器件選型，轉(zhuǎn)變工作方式等降低其工作時(shí)損耗。建立了永磁機(jī)構(gòu)操動(dòng)電容充放電特性模型，分析得到低損耗的 間歇控制策略。進(jìn)行了智能控制器低功耗設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在線低功耗控制策略和離線休眠工作方式。 通過試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化后的取電CT工作范圍在200A~3000A，滿足在線自具電源模塊工作，整體自具電源正常工作時(shí)損耗做到了300mW，滿足電網(wǎng)停電3周，自具電源系統(tǒng)仍能驅(qū)動(dòng)光控真空斷路器動(dòng)作。設(shè)計(jì)的自具電源滿足系統(tǒng)對(duì)斷路器的可靠性和智能性的要求。引言真空斷路器應(yīng)用真空作為滅弧及絕緣介質(zhì)，熄弧能力強(qiáng)、體積小、重量輕，使用壽命長(zhǎng)，無火災(zāi)危險(xiǎn)，不污染環(huán)境，因此廣泛應(yīng)用于中壓領(lǐng)域。但由于真空擊穿電壓與間隙長(zhǎng)度間的飽和效應(yīng)，單斷口真空開關(guān)無法應(yīng)用于更高電壓等級(jí)，多斷口真空開關(guān)可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。已經(jīng)對(duì)多斷口真空斷路器的動(dòng)、靜態(tài)絕緣特性及動(dòng)態(tài)均壓?jiǎn)栴}研究多年，參文通過引入“擊穿弱點(diǎn)”概避雷器，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)品暢銷全國各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠經(jīng)營，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)，真誠歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來。念和概率統(tǒng)計(jì)方法建立了雙斷口及多斷口真空開關(guān)的靜態(tài)擊穿統(tǒng)計(jì)分布模型，得出三斷口真空滅弧室的擊穿概率比單斷口真空滅弧室更低，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。參文分析并驗(yàn)證了均壓電容對(duì)多斷口真空斷路器靜動(dòng)態(tài)均壓效果。參文分析了雙斷口真空開關(guān)開斷機(jī)理與關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的多斷口真空開關(guān)采用的是傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，整個(gè)操動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)節(jié)多.累計(jì)運(yùn)動(dòng)公差大而且響應(yīng)緩慢，可控性差，效率低，各斷口的動(dòng)作同期性較差，不能滿足多斷口真空斷路器的同期性和可靠性的要求。參文提出了基于模塊化串聯(lián)技術(shù)構(gòu)成的多斷口真空斷路器實(shí)現(xiàn)策略：采用永磁機(jī)構(gòu)操動(dòng)，光纖隔離控制，模塊高電位操動(dòng)，分散性小，可靠性高，體積小，易于串并聯(lián)。傳統(tǒng)的簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用220V交流電控制電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)脫扣。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源主要有站內(nèi)直流電源、電容器組、蓄電池或者鋰電池，來對(duì)合、分閘線圈放電[10]，但這些電源設(shè)計(jì)都是低電位電源供電，終電源都是220V市電供電，基于光控真空斷路器模塊處于高電位，自具電源模塊采用高壓母線電流取電，解決了高電位供電問題。光控真空斷路器模塊采用電流取電與蓄電池儲(chǔ)存電能聯(lián)合為整套控制系統(tǒng)浮地供電，由于電流取電磁性元件的非線性限制了取電工作范圍和取電功率，所以需要對(duì)光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊進(jìn)行研究，滿足在線充電和離線長(zhǎng)時(shí)間維持供電的要求。本文對(duì)電源模塊的電磁感應(yīng)線圈部分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲取更寬的工作范圍和輸出功率。

主要是由于觸頭分開后殘余粒子定向移動(dòng)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(duì)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(duì)電弧重燃起到很大作用。  3.3、對(duì)比實(shí)驗(yàn)  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(shí)驗(yàn)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(duì)比實(shí)驗(yàn)，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(duì)電弧圖像去噪聲及形態(tài)學(xué)處理，計(jì)算外部輪廓與內(nèi)部高能等離子體形態(tài)分布，其時(shí)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(shí)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(duì)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(jì)說明，同時(shí)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(gè)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(chǎng)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(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。 

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。其中太陽能電池板用于將太陽輻射的能量轉(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Γ婵諗嗦菲髟诓僮鲿r(shí)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(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)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(shí)，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(dòng)作快，開斷容量大；③適合頻繁操作;④無火災(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)。  真空開關(guān)的工藝水平適合我國企業(yè)的制造現(xiàn)狀，價(jià)格相對(duì)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(jì)，我國目前在10kV 級(jí)斷路器中，真空開關(guān)占到80%以上。在35kV 級(jí)，近幾年也占到40%以上。但是，由于真空開關(guān)依賴真空實(shí)現(xiàn)快速滅弧開斷，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)、溫升過高等不合格現(xiàn)象，因此在應(yīng)用真空開關(guān)時(shí)必須處理好這幾個(gè)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(dòng)、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(shí)間增大  一般情況下，真空斷路器合閘時(shí)常常會(huì)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(huì)造成觸頭燒傷或者熔焊。簧性能下降、拐臂和軸磨損往往會(huì)導(dǎo)致真空斷路器合閘跳時(shí)間的增長(zhǎng)。  6、斷路器中間箱ct表面對(duì)支架放電  要斷路器對(duì)支架放電是由于電流互感器(ct)表面產(chǎn)生的不
均勻電場(chǎng)。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(shí)ct表面就會(huì)產(chǎn)生不平衡的電場(chǎng)。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(chǎng)平衡均勻。在裝配斷路器時(shí)若半導(dǎo)體膠要是受影響出現(xiàn)剝落的話依然會(huì)使得斷路器工作過程之中互感器表面出現(xiàn)不均勻電場(chǎng)，由此造成互感器表面對(duì)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(dòng)分閘操作以及保護(hù)動(dòng)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?yàn)樵摂嗦菲饕话闶菍⒄婵兆鳛榻^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(huì)促成真空泡內(nèi)出現(xiàn)電離，這必然會(huì)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?yàn)檫@些因素?cái)嗦菲鳒缁∈揖蜁?huì)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(shí)候，由于真空滅弧室使用時(shí)期不斷的加長(zhǎng)和開斷的次數(shù)增加真空度就會(huì)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(shí)候就會(huì)使得它自身的開斷能力減弱和耐壓水平降低。

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