500 kV SF6断路器复合绝缘套管绝缘介质液化电场研究

为研究复合绝缘子套管中的SF6气体发生液化对套管内部电场分布的影响,采用电流场有限元法对内部电场进行了求解分析。基于某项目中复合套管参数建立了3D实体模型,假设在重要部位出现液滴进行工频瞬态电场计算,得出整体电场强度分布规律和液滴周围电场强度分布规律。研究发现,轴对称方法不再适用于SF6液化情况的分析。结果表明,液滴会导致附近电场强度增大,且液滴介电常数越大电场强度越高,电场强度随液滴参数变化最大可能变为原场强的3倍,当液态SF6的介电常数高且SF6填充压力低,产生过电压时可能会形成击穿。另外,在地电位屏蔽上发生液化并引起放电的可能性最高,需要额外的加热措施或更换填充气体为SF6-N2气体。

浅谈SF6断路器的维护检修及故障处理

SF6气体具有优良的绝缘和灭弧性能,开断能力强,断口电压便于做得较高,允许连续开断次数较多,安全性好,适于频繁操作,噪音小,无火灾危险,可全面提升输变电设备的技术性能。但SF6断路器同时也具有以下缺点,它受电场的均匀程度及水分等杂质影响特别大,故对SF6断路器的密封结构、元件结构及SF6气体本身质量的要求相当严格。SF6断路器在正常运行中通过常规的维护和检修发现潜在的隐患和故障并实施处理,进一步提高设备的可靠性,减少设备事故的发生。

SF6断路器动态接触电阻测量方法及影响因素

动态接触电阻测量是反映SF_6断路器弧触头侵蚀状态的有效方法,但测量时影响因素较多,因而研究这些影响因素对准确分析弧触头侵蚀状态非常重要。通过建立动态接触电阻测量回路与SF_6断路器试验模型,研究了测量电流、电源型式、电弧烧蚀及断路器分闸速度对动态接触电阻的影响。研究结果表明:为获得稳定而准确的动态接触电阻,测量电流应大于1 000 A;超级电容器与蓄电池均可作为测量的电源,蓄电池输出电流更稳定;30 kA比10 kA试验电流下电弧烧蚀更严重,100次试验后动态接触电阻分别增大169.9μ?与11.9μ?;当测量电流较大时,断路器分闸速度在4.4~8.43 m/s之间变化对动态接触电阻影响较小,最大相差15.6μ?。

SF6断路器空载开断的气压特性测试与研究

对252kV SF6断路器进行灭弧室气压特性测试研究。根据断路器开断过程中气体流动过程选取多处测量点进行测量。对断路器操动机构在不同油压和不同基压状态下进行测量,得到大量断路器开断过程的压力变化数据。文中对测量方法及测量系统进行了阐述,并根据得到的数据分析了动态压力变化与开断时间的关系。

电容器组用SF6断路器弧触头关合磨损特性

电容器组用SF6断路器存在关合涌流,其预击穿电弧烧蚀使动、静弧触头间机械磨损加剧,研究弧触头机械磨损,提出改善磨损措施,对提高断路器电寿命具有重要意义。通过弧触头碰撞接触应力与电弧烧蚀温度场仿真计算,分析高温下弧触头物性参数,结合试验后弧触头的检测分析揭示了弧触头在常温和高温情况下的磨损机理的类型,提出减少磨损措施的建议。常温下弧触头磨损符合磨粒磨损的特点,电弧烧蚀的高温下,烧蚀中心区域,以粘着磨损为主;距离电弧烧蚀中心较近处,CuW与CuW滑动接触区域同时具有磨粒磨损与粘着磨损的特点;距离电弧烧蚀中心较远处为磨粒磨损。提出的解决措施为弧触头间尽可能为面与面的平行接触,增大接触面积,适当提高断路器关合速度,以减轻弧触头磨损。

252kVSF6断路器灭弧室压力特性试验研究

SF6断路器内部机理的理论研究已相当深入,但多年来由于断路器灭弧室内部参数测量费用较高和试验周期较长,以及需要考虑测量方法对试验结果精确性的影响等,相应的试验验证工作却很少,理论工作缺乏指导。针对这一状况,该文对252kVSF6断路器的灭弧室内空载压力特性进行测量,并在灭弧室内压力缸、动静弧触头以及喷口上游、喉部和下游埋设7支微型硅压阻式压力传感器,通过改变断路器的基压和速度特性等结构参数,实现多点、多位置的多次测量,取得完整的灭弧室内动态压力特性变化的试验数据;分析了灭弧室动态压力变化与开断时间的关系。试验结果符合断路器的开断规律。

基于实际气体Redlich-Kwong方程的SF6断路器开断特性

准确的气体状态参数是计算灭弧室气流特性的关键,对SF6断路器的优化设计有重要意义。联合求解实际气体Redlich-Kwong状态方程与流场控制方程,依据Leslie S.Frost焓流电弧模型与等离子体微观参数建立非平衡态电弧能量动态模型,对40.5 kV电容器组SF_6气体断路器灭弧室进行冷态与热态气流场分析,在空载与容性小电流开断条件下,得到灭弧室内气体的压强、密度、温度分布。在开断过程中分析断路器的压力特性,通过电场与气流场的耦合计算得到弧触头间电弧熄灭后的介质恢复特性曲线。计算结果表明：Redlich-Kwong状态方程的计算误差可低至2.11%,与理想气体状态方程相比,采用Redlich-Kwong状态方程进行计算具有更高的准确度。气体流速较大时,气体状态方程对气体压强的影响较大,实际气体状态方程得到的气体压强高于理想气体。断路器开距〉7 mm后,电场强度最大值下降速度趋于平缓。断路器在开断容性小电流时,如果开断相角分别为1/10π、1/5π、3/10π、2/5π、1/2π,计算得相应燃弧时间分别为0.6、0.73、1.8、2.9、3.7 ms,存在提前熄弧现象。熄弧后断口间击穿电压始终高于瞬态恢复电压值,能够成功开断电弧不出现重燃,为获得较高的击穿裕度,开断相角应大于1/5π。

252kV SF6断路器空载时压力特性试验研究

为了研究灭弧室中物性参数的动态特性,笔者对高压SF6断路器在空载状态下压气缸与喷口喉部的压力特性进行了测试,得到压气缸与喷口喉部气体压力的特性曲线。分析了压力变化与开断时间的关系,比较了不同基压下压气缸与喷口喉部气体压力特性的变化,说明了基压对断路器灭弧室内压力的影响。

40．5kV真空、SF6断路器运行和选型分析

根据2005年国家电网公司故障统计,40.5 kV断路器发生故障146台次,故障率为0.304台次/(百台.年),占故障总数的21.13%,是所有电压等级故障率上升最高、最快的电压等级,比2004年上升176.3%。近两年仅河北南网40.5 kV真空及SF6断路器发生故障共14台次。40.5 kV开关设备由于特殊原因,在运行中出现了很多问题,这些问题有设计方面的因素,有结构方面的因素,也有灭弧原理等方面的因素。笔者结合近年来国家电网公司及河北南网发生的一些故障,针对设备本身结构、设备选型、技术改造等方面进行一些分析和提出一些建议,供同行参考。

自能SF6断路器冷气流开断压力特性

为了解决自能式SF6断路器在开断容性小电流时由于电弧能量较小、喷口堵塞效应不明显而出现开断困难的问题,以自能式SF6断路器为研究对象,根据场域数值模拟对冷气流开断下压力特性进行分析.采用柱坐标系下二维N-S方程描述气流参数变化,建立轴对称数学模型.利用有限体积法,结合实测触头分闸速度特性曲线进行冷气流开断气流场模拟.在喷口附近不同区域设置压力监测点,定量分析监测点处压力特性.研究表明,喷口上游压力变化直接影响断路器开断性能,长喷口结构对于灭弧室内压力下降有明显抑制作用.

SF6断路器开断过程的数值模拟

本文通过在Ｎ－Ｓ方程组中加入源项以考虑电弧效应的方法建立了一个电弧模型，数值方法采用Ｔａｙｌｏｒ－ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法。使用该模型计压气压ＳＦ６断路器的开发过程进行了数值模拟。计算模型考虑了移动的边界条件。给出了在不同开距下电弧温度分布、压力分布以及电弧电压等的数值计算结果，数值模拟结果与试验结果吻合。

基于多物理场耦合的高压SF6断路器冷气流混沌特性研究

研究灭弧室压力、速度和湍流等气流参数,对于进一步优化断路器本体结构设计具有重要意义。本文以550k V单断口高压断路器为研究对象,研究灭弧室气流参数的时空特性,建立三维计算模型,采用有限体积法对断路器开断容性小电流情况下的气流场进行数值求解,提取有效特征点,得到压力、密度、速度及湍流等参数;采用C-C算法、G-P算法、FFT变换和＂修正＂的混沌理论对开断过程中各气流参数进行系统复杂混沌运动行为分析。结果表明：断路器开断过程中,气流运动存在混沌特征,并通过横向、纵向比较压力和密度、马赫数和速度等参数,得到各参数混沌特性之间的联系与区别,为进一步通过改变喷口型面调整气流流路以实现气流的有效气吹,提高断路器开断能力,同类以及替代产品的改进和开发提供了理论依据。

基于变电检修中包含的SF6断路器的特点进行维护措施分析

电力企业是我国国民经济发展的支柱,随着电力系统的发展,对变电设备提出了更高的要求,而SF6断路器是变电设备的重要组成部分,若不改变传统的SF6断路器,电力企业的电力生产将不能满足社会的发展需求,做好变电设备SF6断路器的维护和检修工作,使电力系统稳定、安全运行,因此,本文首先对变电设备中的SF6断路器特点和优势进行分析,进而探讨变电检修中SF6断路器的维护措施。

兴仁换流站500kV SF6断路器异常声响事故分析

兴仁换流站在断开500kV 572断路器时发出异常声响，导致该断路器动静触头击穿，动静触指变形以及均压铜罩铆钉脱落等情况。本文对事故发生的经过和检查情况做了介绍，并对事故原因做了分析，提出了预防措施。

SF6断路器弧前因素对电弧形成过程的影响研究

本文以实际SF6断路器灭弧室结构为计算模型,采用气体动力学方程,从微观角度出发,考虑粒子间的碰撞反应,探求液态金属桥断裂后稳态电弧生成前、触头开距为3mm时,电弧等离子体粒子群的产生、发展及演变规律,分析研究了不同开断电流导致的金属蒸气含量变化对电弧弧前过程中等离子体微观参数的影响;同时研究了不同电极材料造成的二次电子发射系数差异对SF6电弧弧前过程的影响。仿真为稳态电弧研究提供基础理论数据,对于高压开关设备的开发研制具有一定意义。

变电检修中SF6断路器的特点与其维护措施探讨

为了降低变电设备安全事故的发生概率,相关技术人员需要对变电设备进行技术维护,为整个变电设备的正常运行奠定基础。SF6断路器主要以SF6作为灭弧气体,该气体有着其它气体没有的显著优势,应用价值较高,发展前景极为广阔。本文主要分析了变电检修中SF6断路器的特点和优势,并深入探讨了提高SF6断路器维护质量和水平的相关措施,能够有效延长该设备的使用周期,还能为整个变电设备的日常检修和维护工作提供技术化的参考依据,从根本上提高变电设备的工作效率和质量,促进了我国电力系统的蓬勃发展。

SF6断路器检修技术研究

鉴于SF6断路器对电力系统供电的重要性,文章主要对SF6断路器检修研究现状、断路器检修内容、SF6断路器故障种类、故障处理及故障预防方式的选择等几方面内容进行了探讨,在分析SF6断路器检修中存在问题以及研究现状的基础上,对断路器故障检修进行了详细的论述,供以后的SF6断路器检修工作参考。

SF6断路器精益化评价评分系统的开发与应用

为保证断路器精益化评价工作的质量和效率,设计了SF6断路器精益化评价评分系统。评价流程分为数据填报和数据评分2个阶段,分别由设备管理单位和评价评分单位利用相应的程序模块完成。精益化评价的各评价项目被称为评估因子,结合各因子间的相关性和相对重要度,为各因子赋予权重,将所有因子的评价分值进行累加后即可得到断路器的精益化评价分值。应用效果表明,该系统使SF6断路器精益化评价数据的填报和评分计算工作更加精确、标准,评价效率明显提升。

一起220kV SF6断路器爆炸事故的分析

通过对一起220 kV SF6断路器爆炸事故的检查情况,分析了事故过程的继电保护动作行为和变电站周围雷击情况,认为连续雷击是引起事故的主要原因,指出断路器的线路侧无避雷器时断路器在断口断开的情况下难以抵御雷电侵入波带来的雷击过电压,提出在断路器的线路侧安装氧化锌避雷器或在线路的终端塔上安装线路避雷器等技术措施,以避免类似事故的发生。

频率对压气式高压SF6断路器燃弧特性的影响

研究不同频率对高压SF6断路器开断特性的影响对于提高60Hz条件下断路器的开断能力具有重要意义。基于此,建立了二维电弧磁流体动力学(MHD)模型,并考虑了电磁场、电弧辐射以及喷口烧蚀的影响,在保证燃弧时间均为17.36ms条件下,仿真计算了50Hz和60Hz电弧的燃弧过程。比较分析了燃弧期间灭弧室的温度和气压分布规律,并研究了不同频率对电弧电压以及喷口烧蚀情况的影响。结果表明:电弧熄灭时刻,50Hz轴向温度低于60Hz,最大轴向温度差值接近2200K,轴向气压略微高于60Hz,说明50Hz下的建压效果和过零时刻的气吹冷却效果均优于60Hz;50Hz电弧输入总能量和喷口烧蚀质量都少于60Hz,而在熄弧前的半波,50Hz比60Hz喷口烧蚀质量高7.3%,提高了50Hz下的建压效果;50Hz情况下的熄弧电压尖峰显著高于60Hz,说明其介质恢复情况好于60Hz;从而解释了不同频率对压气式高压SF6断路器电弧开断特性的影响。