为了进一步降低电容器组及其投切开关的合闸涌流与过电压,介绍了一种改进的SF_6断路器合闸动态击穿特性（预击穿特性）测量方法,并根据合闸动态击穿特性与合闸时间的分布范围,制订了选相合闸策略。研制了1套最高输出电压400 k V的击穿...为了进一步降低电容器组及其投切开关的合闸涌流与过电压,介绍了一种改进的SF_6断路器合闸动态击穿特性（预击穿特性）测量方法,并根据合闸动态击穿特性与合闸时间的分布范围,制订了选相合闸策略。研制了1套最高输出电压400 k V的击穿特性测量装置,在1次合-分闸操作中可同时获得断路器在合闸与分闸操作过程中触头间隙的动态击穿特性;对1台126 k V SF_6断路器进行了试验研究,成功获得了该断路器的合闸动态击穿特性;根据该断路器的合闸动态击穿特性与合闸时间的分散性,制定了相应的选相控制策略;理论分析证明考虑断路器特性以后,最大预击穿电压下降了0.015 8-0.336 2（标幺值）,合闸时刻的分布范围降低了0.02-0.35 ms;试验结果表明,该控制方案满足设计要求。展开更多
同步关合技术是控制断路器关合涌流和过电压的主要技术方法,技术关键点在于选取断路器触头合闸相角的合理范围。通过试验和仿真计算的手段研究高压断路器关合预击穿特性。首先,计算不同开距下灭弧室内电场强度和气流场介质密度的动态变...同步关合技术是控制断路器关合涌流和过电压的主要技术方法,技术关键点在于选取断路器触头合闸相角的合理范围。通过试验和仿真计算的手段研究高压断路器关合预击穿特性。首先,计算不同开距下灭弧室内电场强度和气流场介质密度的动态变化过程,应用SF6气体流注理论击穿判据计算合闸击穿电压曲线。搭建126 k V SF6断路器动态击穿特性试验回路,给出正、负极性电压下断路器合闸过程动态击穿电压曲线,分析SF6气体极性效应对击穿电压的影响。对比分析仿真计算与试验结果,给出同步关合技术最佳的合闸相角。结果表明:SF6气体正极性击穿电压值大于负极性;击穿电压值仿真计算值可以表征合闸过程临界击穿电压的变化;以试验数据为参考,在开关合闸偏差为±1 ms、电角度±18°时,确定最佳合闸目标相角为9°,预击穿时间在(0 ms,0.5 ms),预击穿电压在(0 k V,47.68 k V)范围内变化。展开更多
高压断路器分合闸过程中触头间隙介质的绝缘强度及其变化是断路器结构设计的重要性能指标。搭建高压断路器触头间隙介质绝缘特性实验回路,测量C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器空载分合闸过程中不同压强、不同C4F7N含量时触头间隙介质...高压断路器分合闸过程中触头间隙介质的绝缘强度及其变化是断路器结构设计的重要性能指标。搭建高压断路器触头间隙介质绝缘特性实验回路,测量C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器空载分合闸过程中不同压强、不同C4F7N含量时触头间隙介质的动态击穿电压,研究C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器的关合预击穿特性和分闸绝缘特性。实验发现,断路器空载分合闸过程中C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体动态击穿电压存在“低电压击穿”现象;合闸过程中,动态击穿电压分散性较大,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器的关合预击穿特性显著劣于SF6断路器,增大压强或增加C4F7N含量对混合气体动态击穿电压分散性的改善不大;正、负极性条件下0.7MPa时9%C_(4)F_(7)N/91%CO_(2)混合气体的分闸平均绝缘强度上升率(rate of rise of dielectric strength,RRDS)分别为49.8kV/ms和42.7kV/ms,具有“反极性”效应;分闸过程中,“低电压击穿”现象主要出现在刚分后2ms(开距约6mm)范围以内,断路器若在此时间(开距)范围内熄弧,极易发生弧后重击穿现象,因此,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器结构设计时应避免在此范围内熄弧。展开更多
针对126 k V电容器组专用SF6断路器介质恢复特性进行数值计算与试验研究。对断路器灭弧室电场和气流场进行数值计算,依据流注理论,得到断路器触头间击穿电压曲线;搭建试验回路对断路器触头间隙动态击穿特性进行试验,测量断路器合闸和分...针对126 k V电容器组专用SF6断路器介质恢复特性进行数值计算与试验研究。对断路器灭弧室电场和气流场进行数值计算,依据流注理论,得到断路器触头间击穿电压曲线;搭建试验回路对断路器触头间隙动态击穿特性进行试验,测量断路器合闸和分闸过程中的击穿电压;结合数值计算与试验结果,分析不同压强对断路器合、分闸过程击穿电压的影响,给出高压SF6断路器介质恢复特性的变化规律。研究结果表明:对于同样的触头间隙,合闸过程(平均速度4.7 m/s)击穿电压大于分闸过程(平均速度9.6 m/s)。展开更多
特高压电容器组专用断路器不但要满足短路大电流的开断要求,而且要保证额定小电流开断后不发生重击穿。文中比较分析不同灭弧室结构的绝缘性能和冷态介质恢复特性,确定最佳的灭弧室结构。计算额定1.6 k A小电流短燃弧和短路40 k A大电...特高压电容器组专用断路器不但要满足短路大电流的开断要求,而且要保证额定小电流开断后不发生重击穿。文中比较分析不同灭弧室结构的绝缘性能和冷态介质恢复特性,确定最佳的灭弧室结构。计算额定1.6 k A小电流短燃弧和短路40 k A大电流开断特性,搭建试验回路,测量不同开距下的击穿电压值。结果表明:灭弧室内引弧环结构增大弧触头间的电场值,降低冷态开断介质恢复速度和击穿裕度;屏蔽罩结构对大喷口打开后的弧触头间电场分布具有屏蔽作用;小电流电弧燃弧时间越短,击穿裕度值越小,尽量避免燃弧时间小于0.5 ms,保证弧后具有较大的击穿裕度。预测开断短路电流的最短燃弧时间为15 ms,断路器对开断短路长燃弧的稳定性较高,介质恢复速度较快。文中计算结果与试验结果基本吻合,由于试验击穿点存在分散性,在刚分时刻后0.5 ms内存在重击穿的可能,分闸过程应避免在此时间范围内熄弧,保证燃弧时间大于0.5 ms。展开更多
The electrical performance including breakdown voltage and turn-off speed of SOI-LIGBT is improved by incorporating a resistive field plate (RFP) and a p-MOSFET.The p-MOSFET is controlled by a signal detected from a p...The electrical performance including breakdown voltage and turn-off speed of SOI-LIGBT is improved by incorporating a resistive field plate (RFP) and a p-MOSFET.The p-MOSFET is controlled by a signal detected from a point of the RFP.During the turning-off of the IGBT,the p-MOSFET is turned on,which provides a channel for the excessive carriers to flow out of the drift region and prevents the carriers from being injected into the drift region.At the same time,the electric field affected by the RFP makes the excessive carriers flow through a wider region,which almost eliminates the second phase of the turning-off of the SOI-LIGBT caused by the substrate bias.Faster turn-off speed is achieved by above two factors.During the on state of the IGBT,the p-MOSFET is off,which leads to an on-state performance like normal one.At least,the increase of the breakdown voltage for 25% and the decrease of the turn-off time for 65% can be achieved by this structure as can be verified by the numerical simulation results.展开更多
文摘为了进一步降低电容器组及其投切开关的合闸涌流与过电压,介绍了一种改进的SF_6断路器合闸动态击穿特性（预击穿特性）测量方法,并根据合闸动态击穿特性与合闸时间的分布范围,制订了选相合闸策略。研制了1套最高输出电压400 k V的击穿特性测量装置,在1次合-分闸操作中可同时获得断路器在合闸与分闸操作过程中触头间隙的动态击穿特性;对1台126 k V SF_6断路器进行了试验研究,成功获得了该断路器的合闸动态击穿特性;根据该断路器的合闸动态击穿特性与合闸时间的分散性,制定了相应的选相控制策略;理论分析证明考虑断路器特性以后,最大预击穿电压下降了0.015 8-0.336 2（标幺值）,合闸时刻的分布范围降低了0.02-0.35 ms;试验结果表明,该控制方案满足设计要求。
文摘同步关合技术是控制断路器关合涌流和过电压的主要技术方法,技术关键点在于选取断路器触头合闸相角的合理范围。通过试验和仿真计算的手段研究高压断路器关合预击穿特性。首先,计算不同开距下灭弧室内电场强度和气流场介质密度的动态变化过程,应用SF6气体流注理论击穿判据计算合闸击穿电压曲线。搭建126 k V SF6断路器动态击穿特性试验回路,给出正、负极性电压下断路器合闸过程动态击穿电压曲线,分析SF6气体极性效应对击穿电压的影响。对比分析仿真计算与试验结果,给出同步关合技术最佳的合闸相角。结果表明:SF6气体正极性击穿电压值大于负极性;击穿电压值仿真计算值可以表征合闸过程临界击穿电压的变化;以试验数据为参考,在开关合闸偏差为±1 ms、电角度±18°时,确定最佳合闸目标相角为9°,预击穿时间在(0 ms,0.5 ms),预击穿电压在(0 k V,47.68 k V)范围内变化。
文摘高压断路器分合闸过程中触头间隙介质的绝缘强度及其变化是断路器结构设计的重要性能指标。搭建高压断路器触头间隙介质绝缘特性实验回路,测量C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器空载分合闸过程中不同压强、不同C4F7N含量时触头间隙介质的动态击穿电压,研究C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器的关合预击穿特性和分闸绝缘特性。实验发现,断路器空载分合闸过程中C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体动态击穿电压存在“低电压击穿”现象;合闸过程中,动态击穿电压分散性较大,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器的关合预击穿特性显著劣于SF6断路器,增大压强或增加C4F7N含量对混合气体动态击穿电压分散性的改善不大;正、负极性条件下0.7MPa时9%C_(4)F_(7)N/91%CO_(2)混合气体的分闸平均绝缘强度上升率(rate of rise of dielectric strength,RRDS)分别为49.8kV/ms和42.7kV/ms,具有“反极性”效应;分闸过程中,“低电压击穿”现象主要出现在刚分后2ms(开距约6mm)范围以内,断路器若在此时间(开距)范围内熄弧,极易发生弧后重击穿现象,因此,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体断路器结构设计时应避免在此范围内熄弧。
文摘针对126 k V电容器组专用SF6断路器介质恢复特性进行数值计算与试验研究。对断路器灭弧室电场和气流场进行数值计算,依据流注理论,得到断路器触头间击穿电压曲线;搭建试验回路对断路器触头间隙动态击穿特性进行试验,测量断路器合闸和分闸过程中的击穿电压;结合数值计算与试验结果,分析不同压强对断路器合、分闸过程击穿电压的影响,给出高压SF6断路器介质恢复特性的变化规律。研究结果表明:对于同样的触头间隙,合闸过程(平均速度4.7 m/s)击穿电压大于分闸过程(平均速度9.6 m/s)。
文摘特高压电容器组专用断路器不但要满足短路大电流的开断要求,而且要保证额定小电流开断后不发生重击穿。文中比较分析不同灭弧室结构的绝缘性能和冷态介质恢复特性,确定最佳的灭弧室结构。计算额定1.6 k A小电流短燃弧和短路40 k A大电流开断特性,搭建试验回路,测量不同开距下的击穿电压值。结果表明:灭弧室内引弧环结构增大弧触头间的电场值,降低冷态开断介质恢复速度和击穿裕度;屏蔽罩结构对大喷口打开后的弧触头间电场分布具有屏蔽作用;小电流电弧燃弧时间越短,击穿裕度值越小,尽量避免燃弧时间小于0.5 ms,保证弧后具有较大的击穿裕度。预测开断短路电流的最短燃弧时间为15 ms,断路器对开断短路长燃弧的稳定性较高,介质恢复速度较快。文中计算结果与试验结果基本吻合,由于试验击穿点存在分散性,在刚分时刻后0.5 ms内存在重击穿的可能,分闸过程应避免在此时间范围内熄弧,保证燃弧时间大于0.5 ms。
文摘The electrical performance including breakdown voltage and turn-off speed of SOI-LIGBT is improved by incorporating a resistive field plate (RFP) and a p-MOSFET.The p-MOSFET is controlled by a signal detected from a point of the RFP.During the turning-off of the IGBT,the p-MOSFET is turned on,which provides a channel for the excessive carriers to flow out of the drift region and prevents the carriers from being injected into the drift region.At the same time,the electric field affected by the RFP makes the excessive carriers flow through a wider region,which almost eliminates the second phase of the turning-off of the SOI-LIGBT caused by the substrate bias.Faster turn-off speed is achieved by above two factors.During the on state of the IGBT,the p-MOSFET is off,which leads to an on-state performance like normal one.At least,the increase of the breakdown voltage for 25% and the decrease of the turn-off time for 65% can be achieved by this structure as can be verified by the numerical simulation results.
