高压自能式SF6断路器的发展及其可靠性探讨

阐述了国内外的自能式SF6断路器的产生与发展,及各大生产厂商的SF6断路器的技术参数与特征比较,分析了自能式与压气式的结构与原理区别,并就自能式SF6断路器和弹簧机构的可靠性进行了讨论,供有关技术设计人员参考.

高压自能式SF6断路器

《华通技术》(2004-4)介绍了国内外配弹簧机构的自能式SF6断路器的发展、相关产品技术参数与结构特征。自能式SR断路器灭孤室大多数采用热胀室与小压气室(双室结构)。与压气式比较增加了热胀室和几个阀片组件，它主要靠电孤自身能量使热胀室中的气体加温、膨胀、升高气压，形成上下游压差而熄灭电弧，从而减小了操作功，可采用简单、可靠、易维修的弹簧机构。

高压自能式SF_6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SF6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型,此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀,进而对电弧及气流场产生影响,即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料,并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化,深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果,得出考虑传导散热时,电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后,从电弧能量利用角度出发,就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。

试论高压自能式SF_6断路器的开发与研制(上)

在大量分析国外高压自能式SF_6断路器和弹簧机构的结构原理、特点的基础上,结合国内企业在开发自能式SF_6断路器中遇到的难点。

高压SF_6自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内气流场的数值分析

本文以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础 ,数值分析了 SF6 自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内的气流场。气流场的变化分为三个阶段。在第一阶段中 ,膨胀室内气体压力、密度增加 ,为下一阶段吹弧做好准备。在第二阶段中 ,动静弧触头之间的区域形成滞止区 ,气流场在空心动弧触头及导电杆内达到超音速流 ,这些有利于电弧的熄灭。在第三阶段中 ,主喷口扩张区与喉部之间存在超音速流 ,影响介质恢复强度 ;在静弧触头边缘存在激波 。

试论高压自能式SF_6断路器的开发与研制(下)

在大量分析国外高压自能式SF_6断路器和弹簧机构的结构原理、特点的基础上,结合国内企业在开发自能式SF_6断路器中遇到的难点,提出了开发与研制该种断路器的选型论点。

试论高压自能式SF_6断路器的发展与可靠性

阐述了国内外的自能式 SF_6断路器的发生与发展,分析了自能式与压气式的结构和原理区别,并就自能式 SF_6断路器和弹簧机构的可靠性进行了论述。

基于灭弧室气压特性对半自能式SF_6断路器分闸速度的优化

断路器开断过程中的气缸气压会影响对电弧的吹弧效应和过零后介质特性的恢复,因此是影响断路器开断性能的重要参数。为此,以半自能式550kV SF6断路器为研究对象,研究了分闸速度对气缸气压的影响。以热力学第一定律和流体力学为基本原理,建立了计算灭弧室气压特性的数学模型。根据模型计算了最大分闸速度分别为8.0m/s、9.0m/s和9.7m/s时开断定开距短路电流时的灭弧室气压特性,并根据计算结果进一步研究了不同分闸速度下灭弧室的吹弧效应和过零后介质恢复特性,据此分析了断路器的开断性能,提出该550kV半自能式SF6高压断路器最大分闸速度的最优值为9.0m/s。通过仿真断路器开断过程验证了这一结论,为设定半自能式断路器的分闸速度提供了理论基础。

自能式SF_6断路器熄弧性能的并行计算仿真

自能式SF6断路器开断过程中,电弧的产生、熄灭过程是一个多场耦合的问题,要对之建立数学模型并对其进行求解是一项非常庞大、复杂的计算任务,并且需要有高性能的计算机和较高的计算速度。到目前为止对电弧数学模型的求解建立在许多的假设以及忽略很多无法用计算来描述的现象的基础上。该文希望在以往的熄弧性能研究基础上,在微机集群上(COWS),率先采用并行计算技术,利用流体力学软件PHOENCIS,采用区域分解算法对自能式SF6断路器的熄弧性能进行并行计算仿真。对微机集群(COWS)并行效率和加速比进行了测试,并对计算结果进行了理论分析。结果表明,文中建立的微机集群用于并行计算是可行的,计算结果是符合自能式SF6断路器的熄弧原理和开断规律的。

自能热膨胀式高压SF_6断路器

介绍几种压气+热膨胀(自能)式SF_6断路器及其主要优点,结构特点,灭弧原理,一些主要部件的设计与机理。

轴流式涡流喷口气流运动及高压SF_6断路器介质恢复特性分析

为提高高压SF6断路器中介质恢复和开断能力,提出了涡流冷却气吹技术。在高压SF6断路器中构造新型轴流式涡流喷口结构,使气体在开断过程中动能径向交换,形成沿径向温度梯度,实现高压气流能量分离。以550 k V SF6断路器为例,采用有限体积法,建立3维气流场物理数学模型,研究了容性小电流开断下,喷口上游构造的"X"形导流片对灭弧室内气流参数的影响。并基于流注理论,对有、无导流片结构的断路器介质恢复特性进行数值计算与定量分析。结果表明:导流片结构改变流体运动形态,形成大旋转曲率强旋流动,有效实现能量分离,且能延长气流滞留时间,提高气流利用效率;新型轴流式喷口结构具有更高的介质强度恢复特性。

自能式SF_6断路器压力特性理论计算与试验研究

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立灭弧室内气体压力特性的数学模型,对其进行数值计算,得到灭弧室内气体压力的特性曲线。对断路器灭弧室压力特性进行试验测试,对试验结果和计算结果进行比较,说明理论计算结果的正确性。

自能式SF_6断路器在不同气压和操作功下灭弧室压力特性计算

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,在负载情况下建立不同操作功与灭弧室不同基压时灭弧室内气体压力特性数学模型,对其进行数值计算,得到不同操作功和不同基压下灭弧室内气体压力的特性曲线,比较说明它们对灭弧室内气体压力的影响,对实际应用有一定的指导意义。

252kV自能式SF_6断路器灭弧室电场计算

以126kV自能式SF6断路器的灭弧室结构为依据,给出了126kV和252kV自能式SF6断路器的灭弧室电场计算结果,计算结果表明,252kV自能式SF6断路器灭弧室结构满足绝缘要求,为252kV自能式SF6断路器的整体设计提供了理论依据.

新一代LW36/36A-126/T自能式SF_6断路器的开发

对新开发的LW36/36A-126/TSF_6断路器(配小型化专用弹簧操动机构)的技术参数、结构特点与动作原理以及主要型式试验进行了较为详细的阐述。

自能式SF_6断路器灭弧室设计数值分析技术

根据自能式SF_6断路器的研究发展,对灭弧室设计数值分析技术进行了综述,从数学模型、剖分、离散方程、代数方程组的求解以及计算结果的后处理都做了阐述,并利用实例对自能式SF_6断路器的灭弧室内的电场和气流场进行了计算,说明了利用计算机技术采用数值分析手段进行自能式SF_6断路器开发设计的先进性和必要性。同时可以对进行灭弧室内场的计算研究方面起到一定的指导作用。

1例自能式SF_6断路器开断小电流失败故障分析

本文针对1例自能式SF6断路器开断小电流失败故障进行了详细分析,介绍自能式SF6断路器灭弧原理,结合动作特性试验和灭弧室解体情况分析故障原因,最后提出预防该类型断路器故障的建议。

SF6高压断路器开断短路电流性能的分析

本文针对110kV及以上高压断路器的开断短路电流性能进行了分析。首先,介绍了SF6高压断路器的基本原理和结构。然后,通过分析不同电压等级下高压断路器的开断短路电流,探讨了其性能特点。在此基础上,重点讨论了影响高压断路器开断短路电流的因素,包括电流大小、电压等级、气体压力等。最后,提出了改进高压断路器开断短路电流性能的方法和建议,以提高其可靠性和安全性。

LW36—126型自能式高压SF6断路器

LW36-126型自能式高压SR断路器是由西安高压电器研究所和重庆新汇源高压开关有限公司(原重庆高压开关厂)联合研制的。产品适用于110kV电力系统中作控制和保护设备，也可作为联络断路器用。