基于LabVIEW的真空开关真空度在线监测系统研究

开发了真空开关真空度在线监测系统,基于屏蔽罩的电势和屏蔽罩外的电场强度关系,采用自制电场传感器测量在屏蔽罩外侧的场强,并通过LabVIEW来实现系统管理和信号处理,实验结果表明,该监测系统能有效地监测到真空开关真空度衰减的情况。     

72.5kV真空灭弧室电位和电场分布研究

为分析72.5 kV真空灭弧室的电位分布和电场分布及其影响因素,建立了其轴对称有限元分析模型,计算了其电位分布和电场分布,研究了真空击穿的面积效应,并分析了主屏蔽罩的结构尺寸及多个屏蔽罩对真空灭弧室内部电场分布的影响。结果表明:真空灭弧室动静触头之间、触头和屏蔽罩之间的电位变化比较显著,灭弧室内部电场分布不均匀;随着触头间隙距离、触头半径及倒角部分曲率半径的增大,触头表面有效面积将增大,而灭弧室内部最大场强将有所减小;增大主屏蔽罩的半径和长度,可以使屏蔽罩两端的场强有所减小,在真空灭弧室内安装多个屏蔽罩,可以改善内部电场分布。计算结果可为高电压等级真空灭弧室的优化设计提供参考。     

基于ANSYS的40.5kV真空灭弧室电场分析

建立了电压等级为40.5 k V真空灭弧室的二维模型,利用有限元软件ANSYS计算并分析了该40.5 k V真空灭弧室在不同主屏蔽罩半径下的电场和电位分布,对比了不同主屏蔽罩半径下触头沿面的电场强度分布以及波纹管屏蔽罩与主屏蔽罩弯角之间的电场分布。结果表明:1主屏蔽罩半径越大,其电场强度越小,当半径大到一定程度时,电场强度不再随主屏蔽罩半径的变化而变化;2当主屏蔽罩半径为57 mm时,该40.5 k V真空灭弧室内部场强分布最为均匀。     

用旋转式电场探头在线检测灭弧室真空度

提出了一种通过测量屏蔽罩的直流电位 ,即屏蔽罩上积聚的静电荷数量 ,来检测灭弧室真空度的新方法。研制了旋转式电场探头测试静电荷产生的直流电场。将研制的电场探头安装于开关柜的接地机壳 ,断路器处在关合或分断状态 ,都能灵敏地监测出真空度的变化。     

智能真空开关中的智能检测系统

分析了适应智能电网需求的智能真空开关检测系统功能和系统结构,介绍了智能真空开关中触头温升、灭弧室的真空度、开关运动特性、一次回路参数等典型参数在线检测的实现。针对目前常见的固封式真空开关,提出一种电桥温升测量法;通过安置在固封绝缘筒外的电场探头检测屏蔽罩附近的电场变化信号,实现真空度的在线监测;通过与灭弧室动导电杆相连的位移传感器,得到操动系统的实时运动状态;采用基于Rogowski线圈/小电感互感器(LPCT)作为传感单元的电子式电流互感器和基于阻抗式精密分压器作为传感单元的电子式电压互感器实现一次回路电参数的测量。同时探讨了智能真空开关中传感器的植入和设计技术。     

高压真空灭弧室电场的计算分析及结构改进

应用有限元法对外屏蔽罩结构真空灭弧室内部电场分布进行了计算和分析,计算中设电位边界条件不对称,且悬浮屏蔽罩的电位为未知量,并计及电极表面带电粒子的影响,得出了灭弧室中电场分布严重不对称影响灭弧室的耐压和开断性能的结果,进而提出了改善电场分布的措施。     

基于DSP2812开关柜真空管真空度在线监测装置的研究

通过研究提出了一种通过测量屏蔽罩的交流电位,即屏蔽罩上积聚的静电荷数量,来检测灭弧室真空度的新方法。研制了电容分压器式的电场探头测试静电荷产生的交流电场。该装置通过监测真空管屏蔽罩交流电位的变化来监测真空度的变化,结构简单、成本较低,克服了pockels等光电探头的晶体元件温度不稳定的不足,测量可靠、便于安装,是一种功能比较完备的实时在线监测装置。     

含悬浮电极的550 kV六氟化硫终端E电场的有限元分析

推导了含悬浮电极时的轴对称结构的有限元方程,并利用该方法计算了550 kV六氟化硫终端中有无悬浮电位屏蔽罩时的电场分布.计算表明,终端中采用悬浮电位的屏蔽罩后能有效地降低终端外表面的最大场强,避免了此处空气中局部放电的发生,提高了终端运行的可靠性.     

含悬浮电极的550kV六氟化硫终端电场的有限元分析

推导了含悬浮电极时的轴对称结构的有限元方程,并利用该方法计算了550kV六氟化硫终端中有无悬浮电位屏蔽罩时的电场分布。计算表明,终端中采用悬浮电位的屏蔽罩后能有效地降低终端外表面的最大场强,避免了此处空气中局部放电的发生,提高了终端运行的可靠性。     

灭弧室内屏蔽罩上电位与真空度的关系

为分析真空断路器灭弧室内真空度(即内部气体压强)与屏蔽罩上电位的关系,设计了一套模拟真空断路器运行环境和检测屏蔽罩上电位的试验系统。试验发现真空度下降到一定值时屏蔽罩上形成的交流电位幅值会发生变化,同时屏蔽罩上还会有直流电位生成。分析表明,两种电位的变化都是由于在真空度下降时金属导杆和触头电极与屏蔽罩之间出现的汤森放电所导致,并且电位变化时对应的真空度相同。在此基础上制作了简单、实用的真空度检测探头,该探头通过检测屏蔽罩上形成的工频交流电位的相对变化实现了灭弧室内真空度的检测。对比探头测得的信号和试验测量仪器直接测得的信号,可知探头的准确度和灵敏度能满足实际要求。     

真空灭弧室性能参数分析

分析了真空灭弧室的性能参数。详细分析了触头结构、真空度、真空电弧温度的影响、触头间隙的确定、屏蔽罩厚度以及真空灭弧室的并联运行。提出真空开关在低压电器领域将有广阔的发展前景。     

高压真空灭弧室内部电场分布的影响因素

为了解高电压真空灭弧室内部的电场分布情况,建立了真空灭弧室的电场数学模型。应用电场数值分析方法和有限元软件详细计算不同屏蔽罩与触头尺寸对真空灭弧室内部电场分布影响的结果表明,因高电压真空灭弧室开距较大,触头间隙不再是场强集中的区域,在高压真空灭弧室小型化设计过程中,除考虑电极间的绝缘外,更需考虑电极与屏蔽罩之间的绝缘。合理设计屏蔽罩的尺寸、位置和触头的形状可有效改善灭弧室内部的电场分布,提高真空灭弧室的耐压能力,从而为国内72.5kV以上电压等级真空灭弧室的研制提供了理论依据。     

灭弧室内屏蔽罩上电位变化的机理研究

为了分析真空断路器灭弧室内真空度降低时屏蔽罩上电位发生变化的机制,设计了一套检测屏蔽罩上电位的试验系统。通过实验发现真空度下降到一定值时灭弧室内出现放电现象,同时找出了屏蔽罩上交流电位和直流电位分别与真空度之间的对应关系。随后应用气体放电理论对这一系列的对应关系进行了机制分析,找到2种电位在屏蔽罩上形成的原因。分析中还给出灭弧室在真空度下降时屏蔽罩上电位变化的等效电路模型。试验结果和理论分析为真空度断路器的真空度在线检测提供了依据。     

真空灭弧室内部气体压力检测的实验研究

真空灭弧室的内部气体压力直接影响真空断路器的性能。笔者利用自行设计的真空测试系统研究了灭弧室内部气体压力与灭弧室屏蔽罩直流电位的关系,给出了试验结果。在该试验的基础上,设计了一种能用于内部气体压力在线检测的传感器探头和信号处理电路。     

基于比例差分探头的真空灭弧室真空度在线监测

采用了新型的比例差分双通道电场探头,通过监测真空灭弧室屏蔽罩电位和周期性高频脉冲电压,并将这两个测量值与实际电压值取比率,经过标定后,将该比率作为监测参数,来分析真空灭弧室真空度的变化趋势。现场试验表明,使用该探头可有效消除各相系统电压波动和灭弧室外围空间电场对测量精度的影响,实现有效测量,使用该方法的测量系统具有实际应用的价值,可完成真空灭弧室真空度在线监测任务。     

真空开关真空度测试仪的应用

传统判断真空开关真空泡是否漏气的主要方法是通过交流耐压试验，但事实证明，用交流耐压试验并不能完全真正检测到真空开关真空泡漏气与否，最有交的方法是检测真空泡的真空度。为此，介绍一种可检漏方法－利用真空度测试仪检测，并介绍真空度测试仪的原理及其实际应用，实践说明真空度湿度测试仪能更加准确地反映真实泡的运行状况。     

谐波对真空开关分断性能的影响

用数值计算方法具体计算了含谐波电流的最大值，发现即使在谐波电流总畸变率满足国际要求的情况下电流最大值不家可能远比基波最大值大。这虽不会影响真空断路器的分断能力及电寿命，但对真空负荷开关影响很大，有可能使真空负荷开关分断失败，使其电寿命大大缩短，因此，用熔断器－真空负荷开关来代替断路器的使用场合，应注意分断谐波负荷电流时引起的分断失败及开关寿命缩短的问题。     

1000 kV SF_6标准电压互感器的绝缘设计和电场计算分析

特高压电器设计的核心问题之一便是绝缘结构设计。绝缘结构设计能否满足要求,对产品的安全运行至关重要。为此,笔者对1 000 kV SF6气体绝缘标准电压互感器进行了电场有限元分析,通过对多组结果的比较,提出1 000 kV SF6高压电器绝缘设计的要点,并对其他类似结构的特高压电器设计提出了一些浅见。研究发现:对于SF6高压电器产品,改善套管电位分布、降低电场强度的有效方法是设置分压屏蔽,通过合理选择分压比K、加大曲率半径或采用多曲率弧线等方法降低最大电场强度;对类似结构的1 000 kV SF6气体绝缘特高压电器,可利用电容分压原理进行绝缘设计,必要时可设置两个或两个以上分压屏蔽,但分压屏蔽数量的增加会给加工、装配等带来很大难度,需要合理取舍。