双断口真空开关分断速度对动态电压分布影响

多断口真空开关的均压问题可以通过内在调控措施解决,分断速度是内在调控措施之一,但是对于速度调控的研究尚未深入。为研究操动机构分断速度对双断口真空开关动态电压分布的影响,在分析开断速度对电压分布影响机理的基础上,提出双阶段速度控制方法。并建立双断口真空开关模型,仿真分析同步、异步、变速分断情况下的电压分布情况。设计真空开关速度调控装置,搭建真空开关分断速度测试平台。试验表明:同步开断时,高低压侧开关速度变化对断口的电压分布影响较小。异步分断与变速分断均可以通过分断速度的改变调控动态电压分布,动态电压不均匀系数最多可降低15%。文中成果为研究多断口真空开关通过速度调控电压分布提供数据参考。

针对LED屏的高品质供电方案研究

为了支撑重要场所的敏感负荷高品质供电,以LED屏为例,分析了其谐波产生机理,设计了“双电源切换开关+有源消谐模块”的定制电力技术方案,并根据谐波分布特征计算了有源消谐模块的部署容量。方案中双电源切换开关主要保障电压质量,有源消谐模块主要防止谐波源污染电网、影响ATS误动作。针对某些空间受限的应用场所,建议在满足技术经济性的前提下,采用基于SiC-MOSFET器件驱动技术的新型有源消谐装备,其具备高功率密度、体积小等特点。

适用于快速开关型输配电装置的新型机械特性测试仪

快速真空开关具有分合闸时间短、分散性低等优势,在电力系统及快速开关型输配电装置中已获得应用。传统高压开关设备机械特性测试装置的采样率大多为0.1 ms,使其测量精度停留在1/10 ms,难以满足快速真空开关机械特性分散性精准测试的要求,同时也在进行快速开关型输配电装置开关特性的测试时,须摘除开关断口的一次接线,给现场作业带来极大不便,因此有必要开展新型快速真空开关机械特性现场测试技术及应用研究。本文设计了一种以高频交流信号作为信号源的新型机械特性测试仪,可在不拆除电抗器等部件的基础上实现快速真空开关机械特性的检测,极大地提升了检测效率,并与传统机械特性测试仪测量结果进行了试验对比。试验结果表明,新型测试仪的测量结果较之传统测试仪精度更高,采样率可精确至0.01 ms;以高频交流源作为信号源测试结果与分散性均与直流源相近,可直接在有电抗器的回路中进行检测。

基于耦合负压原理的10kV直流负荷开关设计

为满足柔性直流配电系统负荷电流频繁投切对开关操作寿命的高要求,解决直接采用直流断路器方案成本高、体积大的难题,文中研究了一种基于耦合负压原理的直流负荷开关方案。首先对其拓扑和工作原理进行了介绍,然后设计了基于双动结构和电磁斥力机构的主支路快速机械开关、基于耦合负压装置的换流单元和采用反串联拓扑的电力电子开关阀单元,最后,根据苏州某换流站工程需求,研制出10 kV耦合负压型直流负荷开关样机并进行试验验证。结果表明:所研制的10 kV直流负荷开关可在3 ms内开断额定电流和最大开断电流,且能连续动作,体积为目前国内同等参数最小,并具有低损耗、高机械寿命和高可靠性的优点,完全满足工程要求,同时为后续直流负荷开关产品的开发提供了参考。

采用电网高压母线负载电流供能的光控真空开关模块操动机构电源设计

基于光控真空开关模块操动机构的需要,提出一种采用电网高压母线负载电流供能的光控真空开关模块操动机构电源技术。以此论述了操动机构电源的工作过程,进行了操动机构电源取能线圈的理论计算与电源电路拓扑结构的选型,设计了基于UC3845的单端反激式开关电源的硬件电路,实现了操动机构电源的输入输出保护功能。实验证明,操动机构电源可在电网高压母线额定电流10%～120%区间稳定工作;以1个4700μF电解电容和2个2200μF电解电容为负载进行间隔30 s连续充放电104次测试,电源样机工作正常;进行电磁兼容性实验电源样机无损坏,测试结果良好。操动机构电源样机在光控真空开关模块中能可靠运行。

基于图像处理技术的真空开关分闸速度检测

如何精确地检测操动机构的运动参数,并在此基础上研究其运动特性对电弧燃烧过程的影响,是真空开关领域的重要研究课题之一。为此,提出了一种基于Labview虚拟仪器开发平台的速度检测方法,利用高速摄像机采集整个周期内触头的运动图像,采用Labview的图像处理模块对动、静触头边缘进行高精度定位,计算触头在起弧、燃弧及熄弧这3个不同阶段的运动参数,并结合运动参数对电弧燃烧特性影响进行分析。实验结果表明:所提方法可有效检测出真空开关的平均分闸速度、刚分速度及其他运动参数,且该方法具有灵敏度高、瞬时性响应、不丢失参数数据等特点。论文研究可为真开关电弧动态特性研究提供技术参考。

SF_6开关设备故障检测典型案例分析

SF6开关设备普遍存在内部绝缘薄弱、气体泄漏、机械失灵等缺陷,根据对设备运行状况及诊断技术的调研,决定在超声局放、激光成像及内窥镜检测技术上进行研究。结果表明,它能有效判断设备的运行状况,在故障发生之前及早做出处理措施,大大提高了设备可靠性。

触发真空开关中初始等离子体的产生和扩展

简单介绍了触发真空开关(TVS)的基本结构和工作原理,对初始等离子体的产生和扩展所涉及的物理过程进行了详细地分析,说明了等离子体的扩展过程实际上是近阴极区等离子体鞘层的增长过程,给出了起动时延和导通时延与触发结构和触发特性参数间的关系。

高性能大功率触发真空开关的研究

本文首先说明了触发真空开关（ＴＶＳ）的基本工作原理，分析了ＴＶＳ中的基础等离子体过程，特别是初始等离子体的产生和扩展过程。对几种新型ＴＶＳ的结构和性能做了详细介绍。

SF_6开关设备检漏及漏点处理现场实践

总结了SF6开关设备气体渗漏的特点、现场表现及原因;讨论了解体除漏与带压堵漏的风险决策问题;介绍了泡沫法、定性检漏仪报警检漏法、包扎加定量检漏仪检漏法、激光成像检漏仪检漏法等常用检漏方法;阐述了检漏方法选择的观点;对带压堵漏进行了理论计算,介绍了几种漏点消除方法;最后介绍了几次现场检漏与漏点处理的典型案例。得出定性检漏仪和泡沫检漏法结合使用,操作简单,能提高检漏效率和成功率。

智能真空开关投切不同负载控制策略研究

智能真空开关主要应用在电容器组、电抗器组、空载线路和空载变压器的投切等4个方面,在输电线路自动重合闸以及短路电流开断方面还处于研究试验阶段。笔者目的是研究真空开关投切不同负载的控制策略。文中首先论述了选相投切的基本原理,然后分析了开关投切不同负载的操作过电压,最后选取电容器组和电抗器组作为容性负载和感性负载的典型,详细分析并总结了考虑预击穿、重燃与机械分散性等条件下,智能真空开关投切电容器组和电抗器组的最优控制策略。

真空开关触头的运动特性研究

根据理论模型和实验首先分析了真空开关触头在开断过程中的状态及其运动特性对开断能力的影响,然后描述了开关触头的关合特性。在此基础上,讨论并提出了理想的触头运动特性,在这一特性下能缩短平均燃弧时间,可望改善大电流开断后的触头表面状态。

智能真空开关中的智能检测系统

分析了适应智能电网需求的智能真空开关检测系统功能和系统结构,介绍了智能真空开关中触头温升、灭弧室的真空度、开关运动特性、一次回路参数等典型参数在线检测的实现。针对目前常见的固封式真空开关,提出一种电桥温升测量法;通过安置在固封绝缘筒外的电场探头检测屏蔽罩附近的电场变化信号,实现真空度的在线监测;通过与灭弧室动导电杆相连的位移传感器,得到操动系统的实时运动状态;采用基于Rogowski线圈/小电感互感器(LPCT)作为传感单元的电子式电流互感器和基于阻抗式精密分压器作为传感单元的电子式电压互感器实现一次回路电参数的测量。同时探讨了智能真空开关中传感器的植入和设计技术。

不同电极激光触发真空开关高频开断能力研究

为研制综合性能更优的脉冲功率闭合开关,满足脉冲功率系统对开关重频工作能力的需求,基于可拆卸真空腔体搭建试验电路,考察电极间距、电流频率及极性配置方式对不同电极激光触发真空开关(lasertriggered vacuum switch,LTVS)高频开断能力的影响。试验结果表明,横磁电极LTVS的高频开断能力明显优于纵磁电极;开关的开断能力随着电极间距的增大逐渐降低,采用横磁电极开关的开断能力受电极间距影响更明显;受触发材料影响,靶材为KCl+Ti混合材料且开关为正极性时,电流频率增加会显著降低LTVS的高频开断能力,而负极性时,频率变化对开断能力并无明显影响;不同极性配置下,电流过零时较为活跃的触发材料释放的带电微粒会在不同程度上影响LTVS的高频开断能力。该研究结果可为后续进一步优化LTVS的综合性能提供参考和建议。

真空开关介质强度恢复的研究

电力系统的瞬态恢复电压对真空开关的介质强度恢复影响极大,根据是否考虑这一影响可把真空开关的介质恢复过程分为实际恢复过程和固有恢复过程。本文在相同的实验模型和电路参数下对这两种恢复过程作了比较性的实验研究。提出了“鞘层”与“金属蒸气”相结合的理论模型,并对相关的问题进行了讨论。

10kV真空开关老炼技术及其效果述评

论述了真空开关老炼的机理，比较了国内外的老炼试验方法，推荐了老炼后的真空开关在运行中重击穿的估算公式．总结了浙江省内10多年并容装置的运行经验．认为：单相法老炼试验不失为一种较理想的老炼方法．通过单相法老炼的国产真空开关可实现电容器组的无重击穿操作（单相重击穿率小于1％），使并容装置无需采用氧化锌避雷器等过电压保护措施．

12kV真空灭弧室真空度测试校验仪的研究

基于磁控脉冲放电的真空度测试仪在电力系统中广泛应用,但其测量结果和精度越来越受到关注。笔者论述了真空度校验仪的测量原理,阐述了校验仪主要四部分的设计,包括真空灭弧室选择、抽真空系统、绝缘考虑和真空度测量,给出了校验仪的控制流程和方法,通过测试介绍了校验仪装置的抽真空时间曲线、典型离子电流与真空度关系曲线及在短期重复测试的问题及解决办法。该装置适合电力系统用校验12 kV真空灭弧室真空度测试仪的校验。

基于MATLAB的真空开关电弧图像处理

为了滤除在应用CCD对真空开关电弧图像诊断时带来的各种噪声影响,增强真空开关电弧图像的特征细节,提出了运用MATLAB对真空开关电弧图像处理的方法.运用中值滤波方法对电弧图像中椒盐噪声干扰处理;然后运用坎尼算子对电弧图像边缘进行了检测;最后对电弧图图像灰度变换增强处理.结果表明:通过MATLAB图像处理技术使真空开关电弧图像在主观视觉和客观标准评价上均取得良好效果,为其形态及内部等粒子体参数的诊断提供了有效的手段.

不同灭弧方式C_(4)F_(7)N混合气体负荷开关的开断实验研究

近年来,随着温室效应日益严重,以及相关环保标准要求越来越严格,人们的环保观念不断提升,寻求替代SF_(6)气体作为绝缘和灭弧介质在气体绝缘开关设备中应用成为一项非常重要的研究内容。文中介绍了采用3种灭弧方式(磁吹式、金属去离子栅式和压气式)的负荷开关,应用C_(4)F_(7)N混合气体按照GB/T 3804—2017标准中有功负载开断试验的要求进行气体开断性能的实验研究。实验结果表明,3种灭弧方式中,压气式负荷开关的开断性能最好,能够成功开断/关合12 kV 650 A有功负载电流10次;金属去离子栅式负荷开关充入C_(4)F_(7)N的混合气体能够成功开断12 kV 240 A有功负载电流;磁吹式负荷开关充入C_(4)F_(7)N的混合气体未成功开断12 kV 586 A有功负载电流,且在整个开断过程中未有明显的开断迹象;通过开断实验结果可以得出增加C_(4)F_(7)N的混合比例可以提升混合气体的开断性能。

真空开关截流机理及其影响因素

阐明了真空开关截流机理及过程,系统总结分析了影响真空开关截流水平的机械参量、电气参量和材料性质及类别。首次提出了材料的固有蒸气压与真空灭弧室中的金属蒸气压是两个不同的概念,以往认为材料的蒸气压高则其截流值低的传统观点是不够合理和不准确的。提出了触头复合材料根据其金属成分和金相组织结构,可能出现截流值的“中间效应”,“弱相效应”及“弱相强化效应”的新概念新结论。