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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
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:0
  • 页码:1529-1536
  • 分类:TM561.3[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]大连理工大学电气工程学院,大连116024, [2]河南城建学院电气工程系,平顶山467044
  • 相关基金:国家自然科学基金(50977004); 国家”十一五”科技支撑计划(2009BAA19B03;2009BAA19B05); 中央高校基本科研业务费专项基金(DUT10ZD202)~~
  • 相关项目:混合式断路器金属蒸气电弧特性及其在超高压大容量开关中的应用
中文摘要:

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。

英文摘要:

Hybrid circuit breaker with vacuum interrupter and SF6 interrupter in series makes the best use ot different are extinguishing characteristics of vacuum arc and SF6 arc to achieve high-current interruption. To study the interaction between vacuum arc and SF6 arc, we established a system simulation platform, a vacuum arc model (12 kV), and a SF6 arc model{40. 5 kV) by alternative transients program(ATP) and its transient analysis of control systems (TACS). Combining with the experimental oscillograph traces, we obtained practical model parameters of the vacuum arc and the SF6 arc; and established a hybrid circuit breaker model by connecting the vacuum arc model and the SF6 arc model in series. To study interactions and voltage distribution relations between vacuum arc and SF6 arc during current interruption process, we analyzed the dielectric recovery process and cooperative characteristics of two arc models at different moments, and quantitatively studied the gain characteristic of the breaking capacity of hybrid circuit breaker. Simulation results show that the vacuum interrupter firstly withstands the transient initial recovery voltage, which is helpful to the dielectric strength recovery of SF6 interrupter, the voltage distribution relationship is determined by arc resistance and capacitance of two breaks, and breaking capacity of hybrid circuit breaker is greater than that of SF6 circuit breaker without increasing the amount of SF6 gas. The results provide a theoretical basis for the design of large capacity hybrid circuit breaker.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984