真空滅弧系統(tǒng)電磁分析與動(dòng)態(tài)弧阻特性研究.pdf

1、真空開關(guān)在電力系統(tǒng)中起著重要的控制和保護(hù)作用，具有環(huán)境友好、滅弧能力強(qiáng)、體積小、壽命長、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。真空斷路器是一種重要的真空開關(guān)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)保護(hù)以及中壓配用電系統(tǒng)中。作為機(jī)械式開關(guān)電器，真空斷路器在開斷過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生電弧，從而影響斷路器的絕緣、介質(zhì)恢復(fù)以及開斷性能。真空電弧的衍生機(jī)理與電弧逸散時(shí)空特性研究是自主研發(fā)大容量、高技術(shù)參數(shù)真空斷路器的關(guān)鍵。
　　本文以40.5kV/31.5kA/2500A真空斷路器為

2、研究對象，開展滅弧室內(nèi)部電場與磁場有限元數(shù)值模擬與分析?；诙搪冯娏鏖_斷實(shí)驗(yàn)，探究真空斷路器在不同開斷條件下動(dòng)態(tài)弧阻的變化規(guī)律，提出可用于短路電流開斷實(shí)驗(yàn)觀測電弧形態(tài)的真空滅弧室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在懸浮屏蔽電極周向均勻開孔以捕捉真空電弧起弧、燃弧至熄弧階段的動(dòng)態(tài)變化。為驗(yàn)證真空滅弧室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理性，采用COMSOL有限元商用分析軟件，建立真空滅弧室三維電磁場計(jì)算模型，對滅弧室內(nèi)部電場與磁場進(jìn)行仿真計(jì)算。基于懸浮屏蔽電極開孔（周向間隔90

3、度，均勻開4個(gè)孔）與否的滅弧室內(nèi)部電場分布比對分析，以及杯狀縱磁觸頭三維磁場仿真計(jì)算，確定實(shí)驗(yàn)用真空滅弧室觸頭結(jié)構(gòu)參數(shù)，得到兩種滅弧室結(jié)構(gòu)動(dòng)、靜觸頭沿面及主屏蔽罩內(nèi)表面電場分布?；陔娏鞣逯岛瓦^零時(shí)，動(dòng)、靜觸頭表面和斷口區(qū)域中心平面縱向磁場分布，求得斷口中心平面處縱向磁場徑向滯后時(shí)間，并在杯狀縱磁觸頭杯中引入鐵心，對比分析不同鐵心結(jié)構(gòu)對縱向磁場的影響以及磁場分布變化趨勢?；谡婵諗嗦菲鞫搪冯娏鏖_斷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，搭建實(shí)驗(yàn)線路、永磁斥力操動(dòng)機(jī)構(gòu)