真空灭弧室与SF_6灭弧室串联的混合断路器开断容量增益特性分析

基于真空和SF6气体两种不同灭弧介质的灭弧特点,分析真空灭弧室与SF6灭弧室串联组成的混合断路器可获得更大开断能力的机理。根据混合断路器开断能力提高机理提出对其操动控制机构的要求,并将额定电压12 kV,开断电流20kA的真空断路器与额定电压12 kV,开断电流6.3 kA的SF6断路器串联搭建光控模块式混合断路器实验模型。对实验模型进行短路电流开断测试,并对比单个SF6断路器与基于相同SF6断路器串联真空断路器的混合断路器的短路电流开断能力。得出SF6断路器与混合断路器的开断容量曲线,混合断路器相比SF6断路器开断容量增益倍数在1.4以上。证明混合断路器可在不增加SF6气体使用量的前提下提高短路电流开断容量。

混合断路器大电流开断过程中真空电弧与SF6电弧相互作用的仿真

真空断路器和SF6断路器串联的混合断路器,可有效利用真空和SF6气体两种介质不同的灭弧特性实现更大短路电流的分断。为研究两种电弧的相互任用,运用ATP软件及其TACS工具建立了系统实验仿真平台、12kV真空断路器与40.5kV SF6断路器的电弧模型;将仿真结果与实验波形结合通过数学方法分别求得实用的真空电弧和SF6电弧模型参数;搭建了实用真空电弧模型与SF6电弧模型串联的混合断路器模型。通过设定不同的系统仿真参数,研究开断过程中真空电弧和SF6电弧的相互作用及真空断路器与SF6断路器的分压关系;分析两断路器不同时刻分断的协同特性与介质恢复过程;量化研究混合断路器的断流容量增益特性。仿真结果证明,真空断口首先承担恢复电压有利于SF6断口的介质强度恢复;两断口间的电压分布关系主要由电弧电阻与断口间电容决定;在不增加SF6气体使用量的情况下混合断路器具有比SF6断路器更大的断流能力。研究结果为大容量混合断路器的设计提供了理论依据。