混合型直流真空斷路器工作原理混合型直流真空斷路器典型結構見圖1,它由斥力真空觸頭機構(VI)、換流電路(C-F-L-D)和避雷器(MOA)并聯組成。混合型中壓直流真空斷路器的研究圖1HDCVB結構示意圖正常情況下,斥力真空觸頭機構處于合閘狀態,換流晶閘管組件處于關斷狀態,換流電容預充電。當傳感器檢測到故障電流或控制器接到分閘指令后,立即觸發斥力機構驅動觸頭分離(t1),真空滅弧室觸頭分離形成真空電弧,觸頭間產生弧壓。當觸頭間隙形成足夠的開距或延遲一定的時間后(t2),控制器向晶閘管組件F發出導通號,主回路電流i開始向換流支路轉移,換流電容C的放電電流iC一部分可能會從二極管D上流過,VI支路電流iVI將逐漸減小直至過零熄弧(t3)。換流電流大于主回路電流部分將流過二極管支路(t3~t4)。當iD過零D截止后,主回路電流全部轉移到C-F-L支路上(t4),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。同時,斷路器兩端出現正向過電壓。當換流電容反充電壓大于MOA動作電壓后(t5),電流向MOA支路轉移,MOA開始限壓吸能。隨著F電流減小到零后截止關斷,短路電流全部轉移到MOA上(t6),系統感抗中存儲的能量被MOA吸收耗散(t6~t7),終電流減小到零被切斷,分斷過程結束(t7),見圖2。混合型中壓直流真空斷路器的研究圖2HDCVB分斷過程示意圖斥力真空觸頭機構VI上并聯二極管組件D使分斷過程中恢復過電壓出現的時刻后移,為觸頭電流過零后動靜觸頭間介質恢復創造了近似零電壓的恢復過程,增強了觸頭間隙后續承受恢復電壓的能力,提高了分斷可靠性。在電感L兩端并聯續流二極管的目的是為了減小晶閘管組件通過浪涌電流后截止時的du/dt和降低電容反充電壓幅值。基于強迫換流原理的HDCVB通流能力強,分斷電流高,且分斷時間短,限流效果和工程適用性好。5、結語混合型中壓直流真空斷路器方案,原理簡單、分斷速度快、可靠性高,可以實現大容量中壓直流分斷,基于斥力原理的真空觸頭機構可以實現額定電流通流和快速動作的功能;中壓脈沖功率組件均壓措施改善了串聯應用的分壓特性,采用擴大門極和強觸發可有效提高浪涌通流能力,光控觸發的方案實現了電氣隔離,節約了觸發電源;避雷器的能量等效性原則和參數設計方法等為中壓直流短路器的研制打下了堅實的基礎。
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
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。接觸行程真空斷路器毫無例外地采用對接式接觸方式。動觸頭碰上靜觸頭之后就不能再前進了,觸頭接觸壓力是由每極觸頭壓縮彈簧(有時稱作合閘緩沖彈簧)提供的。所謂接觸行程,就是開關觸頭碰觸開始,觸頭壓簧施力端繼續運動至終結的距離,亦即觸頭彈簧的壓縮距離,故又稱壓縮行程。接觸行程有兩方面作用,一是令觸頭彈簧受研發、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。壓而向對接觸頭提供接觸壓力;二是保證在運行磨損后仍然保持一定的接觸壓力,使之可靠接觸。一般接觸行程可取開距的20%~30%左右,10kV的真空斷路器約為3~4mm。真空斷路器的實際結構中,觸頭合閘彈簧設計成即使處于分閘位置,也有相當的預壓縮量,有預壓力。這是為使合閘過程中,當動觸頭尚未碰到靜觸頭而發生預擊穿時,動觸頭有相當力量抵抗電動力,而不致于向后退縮;當觸頭碰接瞬間,接觸壓力陡然躍增至預壓力數值,防止合閘彈跳,足以抵抗電動斥力,并使接觸初始就有良好狀態;隨著接觸行程的前進,觸頭間的接觸壓力逐步增大,接觸行程終結時,接觸壓力達到設計值。接觸行程不包括合閘彈簧的預壓縮量程,它實際上是合閘彈簧的第二次受壓行程。合閘速度平均合閘速度主要影響觸頭的電磨蝕。如合閘速度太低,則預擊穿時間長,電弧存在的時間長,觸頭表面電磨損大,甚至使觸頭熔焊而粘住,降低滅弧室的電壽命。但速度太高,容易產生合閘彈跳,操動機構輸出功也要增大,對滅弧室和整機機械沖擊大,影響產品的使用可靠性與機械壽命。平均合閘速度通常取0.6m/s左右為宜。分閘速度斷路器的分閘速度一般而言速度越快越好,這樣可以使首開相在電流趨近于0前2~3ms時能開斷故障電流;否則首開相不能開斷而延續至下一相,原來首開相變為后開相,燃弧時間加長了,增加了開斷的難度,甚至使開斷失敗。但分閘速度太快,分閘的反彈也大,反彈太大震動過劇亦容易產生重燃,所以分間速度亦應考慮這方面因素。
滿容量短路電流開斷次數50次,在工作電流范圍內可進行頻繁的操作或多次開斷短路電流;高可靠性 適用于各種特性的重合閘操作;全工況 采用立式的絕緣筒防御各種特殊環境的影響;免維護 采用固體絕緣結構——集成固封極柱;功能齊全、多種用途 可以固定式安裝,也可移開式使用,還可安裝于框架上使用;標準化設計 互換性好、通用性強,特別適用于KYN28(GZS1)使用。斷路器主體結構編輯1. 普通型斷路器主體部分導電回路設置在用絕緣材料制成的圓柱狀絕緣筒內,使得真空滅弧室免受外界環境影響和機械的損害。斷路器主體安裝在做成托架狀的斷路器操動機構外殼的后部。視使用場所情況,可在絕緣筒上增裝一個防塵蓋(作為附加裝置),這種設計有助于防止閃絡的發生,并作為斷路器內部污穢的附加保護。 2. 極柱型斷路器極柱設計為圓柱形,安裝在托架狀的操作機構外殼的后部。斷路器極柱的導電部分封閉在環氧樹脂套筒內,以免受沖擊和外部環境影響。操動機構的結構操動機構為簧儲能操作機構,一臺操動機構操作三相真空滅弧室。操動機構主要包括兩個儲能用拉伸簧、合閘儲能裝置、傳動至各相滅弧室的連板、拐臂以及分閘脫扣裝置,此外,在杠架前方還裝有諸如儲能電動機、脫扣器、輔助開關、控制設備、分合閘按鈕、手動儲能軸、儲能狀態指示牌、合分閘指示牌等部件。 操動機構適用于自動重合閘的操作,并且,由于電動機儲能時間很短,同樣也能夠進行多次重合閘操作。操動機構簧有手動儲能和電動儲能兩種儲能方式。使用環境編輯A 周圍空氣溫度:上限+40℃,下限-15℃;b 海拔高度:≤100m(若需海拔,則額定絕緣水平相應提高);