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真空断路器电流作用

2017-02-22 来源:真空断路器

  为进一步了解真空断路器开断历程中的电流零区景象,仿真剖析了真空断路器开断短路故障和切除电容器组时瞬态恢来电压(transient recovery voltage, TRV)和弧后电流的互相作用。在PSCAD÷EMTDC 中树立了基于Langmuir 探针实践的真空断路器弧后电流仿真模型,仿真效果和实验效果相符,验证了模型有效性。仿真效果标明:开断短路故障时,能否琢磨弧后电流对TRV 没有明显的影响,弧后电流大小则与TRV 回升率成反比;切除电容器组时,弧后电流对起始TRV 有明显影响,但对工频恢来电压没有影响。此外,短路类型、短路点地位、短路合闸相角、体系等效电感、电容等网络参数对TRV 和弧后电流也有很大影响。钻研效果有助于剖析不同工况下真空断路器面临的开断考验。

  真空断路器采取真空作为灭弧和绝缘介质,具备熄弧才能强、体积小、分量轻、运用寿命长、无火灾爆炸风险、不净化环境等特性,普遍运用于40。5 kV 及以下电压等级的中压配网中。
户外真空断路器专用电流互感器

 在真空断路器的电流开断历程中,因为真空电弧电压很小,从电流行将过零到过零霎时,真空间隙始终充溢着高电导率的电弧等离子体,从而与外电路之间没有明显的互相作用。电流过零时真空间隙中依然存在许多残余粒子,包含电子、离子、金属蒸气和金属液滴等。电流过零后,触头间的残余电荷将在瞬态恢来电压(transient recovery voltage,TRV)的作用下发作定向挪动,造成所谓的弧后电流。真空间隙随着残余粒子的始终分散从高导电状况敏捷改变成高阻状况。因而,真空电弧(如残余粒子分散、弧后电流等)与外电路(重要为TRV)的互相作用重要发作在电流过零后。而在SF6 断路器中,气体电弧与外电路的互相作用重要发作在电流过零以前。

 因为电流零区(尤其是零后几到几十μs 内的间隙状况)是真空断路器胜利开断的症结,故许多钻研人员对其进行了实验和仿真钻研,试图从中找到表征真空断路器开断性能的特性参数。如参文对真空断路器大电流开断历程的电流零区进行了高离别率的参数测量。仿真方面,被采取最多的是Andrews 和Varey 提出的延续过渡模型。也有钻研人员对该模型进行了一些改良,如引入二次电子发射、离子再生项等。参文依据真空断路器电流零区特性与Langmuir 探针在电气特性上的类似性树立了基于Langmuir 探针实践的弧后电流模型。该模型借助Langmuir 探针实践中的等离子体鞘、预鞘、Bohm 判据等实践,对电流零区中“TRV 起始点滞后电流零点”的景象进行了合理的说明,这是延续过渡模型无法做到的。该模型相比延续过渡模型的另一个长处是数值稳固性更好,从而更易于编程完成和移植。此外,近年来随着高温等离子体数值模仿技巧的始终开展,粒子模仿、混杂模仿等技巧在真空断路器弧后鞘层成长和弧后电流的数值仿真方面获得了较大的停顿。参文剖析了弧后残余电荷差别对双断口真空断路器TRV 调配的影响机理。

 因为真空断路器普遍被运用于不同的开断场所中,故有必要剖析不同工况下真空断路器中TRV与弧后电流的互相作用,由此进一步剖析它所面临的开断考验。本文首先在PSCAD÷EMTDC 中对基于Langmuir 探针实践的弧后电流数学模型进行了Fortran 编程完成,并采取相干文献的实验效果对仿真效果进行了验证。而后,将该模型植入到35 kV中性点不接地体系中,剖析了弧后电流对TRV 的影响,以及短路故障类型、短路点地位、短路合闸相角体系等效电感、电容等网络参数对TRV 和弧后电流的影响。最后,剖析了真空断路器切除电容器组时弧后电流对TRV 和工频恢来电压的影响。
真空断路器电流限流器
真空断路器电流作用结论:

 1)在PSCAD÷EMTDC 中树立了基于Langmuir探针实践的弧后电流模型,实验效果验证了该仿真模型的有效性。
2)真空断路器开断短路故障时,弧后电流对TRV 简直没有影响。对A 相断路器而言,开断三相短路(首开相)、CA 相短路和CA 相接地短路时,真空断路器面临的开断考验绝对严重。开断近区故障时,起始TRV 回升率较高,且短路电流较大,从而弧后电流值较高,不利于真空断路器的开断。此外,短路合闸相角、体系等效电感、电容等网络等值参数对TRV 和弧后电流有明显影响。其余2 相可采取雷同的方式进行剖析,但论断能够有所不同。

 3)真空断路器切除电容器组时,弧后电流对初始恢来电压有明显影响,但对工频恢来电压没有影响。故在盘算重燃过电压时可不琢磨弧后电流的影响。

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