关合电容器组高频涌流对真空灭弧室绝缘特性的影响研究

研究发现单断口或者常规串联双断口真空断路器,无法有效提高电容器组开断参数、降低重击穿概率的原因为无法避免高频涌流电弧对触头表面的烧蚀破坏,从而导致断口绝缘强度大为降低。研究获得了高频涌流电弧烧蚀对真空断口绝缘强度和串联断口分压特性的影响规律;高频涌流电弧烧蚀对单个真空灭弧室和串联双真空断口绝缘强度的影响规律及串联断口的分压规律。实验结果表明,真空灭弧室受到涌流电弧烧蚀后场致发射电流大大增加,触头表面破坏越严重场致发射电流越大。触头都受到烧蚀后的串联双断口各自分压约50%,而未受烧蚀灭弧室与受烧蚀灭弧室的串联双断口,前者分压大于70%。以上研究成果可为提高断口绝缘强度、提升断路器电容器组开断参数及降低重击穿概率提供理论参考。

基于鱼骨图和层次分析法的小型化低压开关柜温升影响因素研究

低压开关柜在实际运行中产生的温升直接影响开关柜的安全性能和使用寿命。对于结构紧凑的小型化低压开关柜而言,温升性能显得尤为重要。本文以Edison LSN小型化进线柜为研究对象,利用鱼骨图定性分析影响低压开关柜温升的各种因素,再利用层次分析法(AHP)计算各影响因素的指标权重,以确定影响低压开关柜温升的关键原因,并进一步采取有效处理措施,使低压开关柜的温升不仅能满足国家标准的温升极限,还能留有裕度。

正极性纳秒脉冲下水中流注放电仿真研究

基于场致电离机理,建立二维轴对称流体模型,仿真研究正极性纳秒脉冲电压下水中针-板电极流注放电的发展过程。得到不同的外施电压幅值、脉冲上升沿时间下水中流注放电的形貌、电场强度与空间电荷密度的时空分布。仿真结果表明:随着外施电压幅值升高,放电通道的电荷量和速度变大;脉冲上升沿变陡使得放电通道半径增大,对应的最大电场强度减小。仿真显示脉冲放电下水温有所升高,但放电没有明显的汽化现象。文中的研究结论有助于加深对纳秒脉冲下水中流注放电起始、发展过程的认识以及对液体电介质放电机制的理解。

开关设备主回路导电部件镀层要求的差异及探讨

电力行业用户在订货规范中或产品验收、监督抽检时有一些关于开关设备主回路导电部件的镀银要求,但在执行过程中往往会产生理解上的歧议。通过IEC、国家标准及电力行业标准的规定,分析其导电回路镀银的要求、原理和目的,并针对用户对空气绝缘的高压开关柜隔离触头及其母排搭接镀银这一要求的差异进行比较,提出了保证产品性能最为合理的镀层推荐值。

基于模型法的断路器操动机构数值仿真研究

操动机构故障是高压断路器的主要故障之一。通过对机构的核心元件——分合闸线圈电磁脱扣器与储能电机进行建模,对分-合闸脱扣器和储能电机电流变化进行数学上的解释,并将预期特征与实际特征之差作为新的故障特征,减少了特征大小与外部因素之间的关系。经过仿真与实测样本波形对比,该模型能够有效解释和预测高压断路器中分合闸电磁铁与储能电机的电流波形,为实现精准的故障分类提供了良好的数据预处理基础。

中压开关柜内部故障电弧计算及防护措施

中压开关柜内部故障电弧引发的事故是较为严重的常见事故之一,笔者总结了现场事故发生的原因,经过分析计算和试验研究,提出了防止内部故障发生及结构改进的措施,研究表明,合理改进开关柜的外壳结构可有效避免事故的扩大,加装弧光保护装置可有效减少电弧对开关柜的损伤。

真空断路器投切电容器组试验参数选择及判据的分析

通过分析现场试验发生的重击穿与NSDD所产生的过电压对电容器和真空断路器断口过电压影响的实际情况,对照国标GB/T 1984—2014对真空断路器开合电容器组试验要求、试验参数选择、判据条件,探讨一些试验要求和试验参数选择的疑难点,提供符合现场实际情况的参数选择,为用户解读试验报告中试验参数和试验结果判据是否符合应用要求提供借鉴。

高压真空断路器主轴系统优化研究

应用有限元方法,建立了12 kV高压真空断路器主轴系统的三维模型,对断路器在合闸状态时装配有不同数量支撑轴承座的主轴变形情况进行了深入的有限元仿真研究。在此基础上,对采用不同数量轴承座支撑主轴的断路器进行了机械特性测试,将试验结果与有限元仿真结果进行了对比分析,结果表明,通过减少主轴支撑轴承座的数量,可以促进断路器的装配工艺简化以及主传动系统的优化,并降低了断路器的成本。

基于统计公差的尺寸链与力耦合分析方法的研究

功能设计法是一种针对客户需求,定义功能条件并分析功能条件的方法。该方法在设计中,采用统计学的分布理论,在保证功能需求的前提下,找出关键因子。机构设计中,除了尺寸外,力也是关键因子。机构设计中尺寸及力都存在公差,而且它们的影响往往耦合在一起。笔者从功能设计方法入手,定义了断路器的关键功能条件,构建其力与尺寸耦合的新的公差链模型。定量分析了力及尺寸耦合的公差对机构性能的影响。统计结果显示,该方法与实际情况吻合。这种方法明显提高了机构设计效率,提高了产品质量稳定性,在考虑加工能力前提下,将严酷的公差带进行合理分配,从而也降低了生产成本。

智能监控技术在10kV中压开关柜运行和维护中的应用分析

10k V中压开关柜是电力系统的关键设备,通过将智能监控技术应用于10k V中压开关柜,可以实时监控设备的运行状态,并改变传统的定期维护与测试,提高维护的有效性,大幅降低设备停电时间和维护费用,并提高电力系统的可靠性和经济性。

基于接触器控制的电容电抗器组投切方案

针对负荷在无功需求时刻变化的情况下,电容电抗器组频繁投切可能引起的断路器处过电压、保护误动作和断路器烧毁等问题,提出一种采用接触器投切电容电抗器组的方案。该方案在电容电抗器组中性点短接回路处加装一组接触器,控制接触器接通或断开中性点三相短接线,进而实现电容电抗器组的投切;替代传统的利用断路器投切的方式,避免过电压对断路器的损害,实现频繁的无功补偿,并保证系统的稳定性。建立PSCAD仿真模型,结果表明:该方案在电力系统正常运行时,能够满足负荷的无功需求;产生投切过电压进而导致接触器发生故障时,不影响电力系统稳定运行。通过经济性分析可知,该方案的投切性价比高于传统方案,具有较高的经济效益。

开关柜凝露、绝缘受潮原因及防范措施探讨

空气湿度过大、柜内结构设计不合理,会使开关柜绝缘件、带电体表面凝露,从而滋生霉菌,降低电气绝缘强度,加快金属导电件腐蚀,导致接触面氧化,接触电阻增大。在这种情况下,开关柜运行时间不长就易因绝缘受潮发生放电缺陷,一个小故障就可能造成大面积停产。现分析开关柜凝露产生及绝缘受潮的原因,并提出相应整改措施。

特高频定位技术在高压开关柜故障诊断中的应用研究

特高频定位技术在高压开关柜故障诊断中有着重要的作用,为了保证检测的准确,应根据实际情况进行合理应用。通过对高压开关柜故障诊断技术的阐述,介绍高压开关柜常见故障以及高压开关柜局部放电检测中的故障原因,结合特高频时差定位原理分析特高频定位技术在高压开关柜故障诊断中的实际应用,使其诊断更加准确有效。高压开关柜设备属于电力系统中的重要输电设备,应保证其运行的性能以提升电力系统效率,需要对高压开关柜故障进行全面诊断,避免故障问题带来不良影响。当前诊断技术包括了较多种类,其中特高频定位技术作为一种重要的手段,为诊断工作的进行带来了有效的帮助,合理地应用该技术,使高压开关柜故障诊断能够顺利开展,为设备的使用提供保障。

合闸涌流对真空断路器重击穿特性的影响

真空开断技术已广泛应用于电力系统,但真空断路器在电容器组应用中仍存在问题,无法满足其投切要求,原因在于合闸涌流会破坏真空断路器绝缘性能。本文进行了在容性电流投切过程中合闸涌流影响真空灭弧室重击穿特性的试验研究。试验过程中分别对7.2kV和40.5kV等级真空断路器进行了电容器组投切试验。试验结果表明合闸涌流会直接影响触头表面状态,进而影响重击穿现象。当涌流幅值从0上升到5kA,7.2kV等级真空灭弧室重击穿概率会从5%上升到30%;当涌流幅值从4kA上升到5kA,40.5kV等级真空灭弧室重击穿概率会从3%上升到20%;此外,合闸涌流也会影响重击穿发生时间,随合闸涌流幅值上升,重击穿发生时间显著提前。

基于TM软件高压真空断路器尺寸链的分析

以尺寸链基础理论为依据,以SolidWorks和TM软件为工具,介绍了尺寸链分析在高压真空断路器(以下简称断路器)中的应用。提出了功能条件、功能尺寸及尺寸敏感度等概念,介绍了在Solidworks中构建非线性尺寸链,并用TM软件分析非线性尺寸链的方法。

基于Ansys-Maxwell的高压开关操动电磁铁优化和仿真

高压开关操动电磁铁是连接设备控制系统和机械系统的关键元件,对其进行设计优化十分必要。根据用户实际需求,以现有产品为例,分析电磁铁线圈布线结构,在既定线圈功率和线圈尺寸的前提下,给出线圈安匝数的最优化设计方法;并应用有限元仿真软件Ansys-Maxwell,分别对电磁铁的不同衔铁半径和衔铁端面结构方案进行参数化仿真计算,比对仿真结果得到优化方案。经实验验证新设计方案性能优于原设计方案,实现了线圈功率由370 W降低至220 W,且在整段脱扣工作行程中输出力与负载力更具匹配性。

低压无功补偿柜的电磁兼容特性分析

电工电子产品在低压开关柜中的广泛应用,使得作为低压开关柜型式试验考核项目之一的电磁兼容性(EMC)显得尤为重要。以一台带静止无功发生器(SVG)的低压无功补偿柜为例,在整柜的设计过程中,通过合理的元器件选型、屏蔽、滤波、接地等方法的柜体结构设计规避电磁干扰,以保证低压无功补偿柜的电磁兼容特性。经样机试制与型式试验考核,验证了其在设计过程中应重点注意的事项,并就EMC试验过程中出现的问题,给出了故障原因分析及整改举措。

基于等效质量计算方法的高压断路器传动系统理论研究

应用等效质量归算的理论方法,对不同运动类型的零部件的等效质量计算方法进行了阐述,介绍了不同运动类型零部件的转动惯量以及节点质量的计算方法,结合速度比,给出了运动部件等效质量的计算结果。在此基础上,以高压断路器的传动系统[1]为研究对象,建立了高压断路器传动系统的二维模型,对传动系统分闸过程中的质量变化情况进行了研究,给出了计算高压真空断路器传动系统的等效质量的理论方法。

断路器机构轴孔间隙及零件变形对产品功能的影响分析

机构零件轴孔配合间隙及零件变形对小型断路器机构功能的稳定性有重要影响。对机构零件的轴孔配合间隙及零件变形量使用Creo参数化建模,再通过Tolerance Manager公差分析软件计算了轴孔配合间隙对产品功能的定量影响,并对机构各零件尺寸进行了优化。最后,通过物理样机验证了研究成果的正确性。

真空断路器投切电容器组的试验过程分析及降低重击穿的措施

真空断路器投切电容器组的过程中很容易发生重击穿,从而给电容器组及电力系统中其他设备造成风险。结合电容器组开合试验分析了真空断路器投切电容器组的过程以及影响重击穿的几个因素。通过对比试验前后机械特性参数的变化以及试验后真空灭弧室触头表面烧损情况研究分析,提出了几点在真空断路器投切电容器组的过程中降低重击穿的措施。