發(fā)布時間：2020-11-12 12:39

　　 隨著高壓直流輸電系統(tǒng)的快速發(fā)展和新能源與信息科學(xué)技術(shù)的普遍應(yīng)用,高壓直流輸電系統(tǒng)的工程應(yīng)用日益成熟。研發(fā)高電壓電流等級真空斷路器的重要方法之一是改進(jìn)真空電弧控制技術(shù)及合理、有效地優(yōu)化滅弧室觸頭結(jié)構(gòu)。滅弧室觸頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對真空斷路器提高電流開斷能力有密切的相關(guān)性。但現(xiàn)有的交流滅弧單元不適用于直流開斷,將當(dāng)前為交流開斷工況所設(shè)計的滅弧室觸頭結(jié)構(gòu)直接應(yīng)用于直流開斷工況,可能會影響開斷可靠性,達(dá)不到開斷要求。本文主要針對基于人工過零開斷的杯狀縱磁真空滅弧室觸頭的設(shè)計優(yōu)化規(guī)律進(jìn)行研究。論文分析了真空電弧在縱向磁場作用下的運(yùn)動規(guī)律,搭建了真空滅弧室的物理模型,并基于成熟的傳統(tǒng)交流滅弧單元確立了基于人工過零的杯狀縱磁真空滅弧室觸頭的基準(zhǔn)參數(shù)及優(yōu)化范圍,結(jié)合后續(xù)實驗開展確定了仿真環(huán)境工況。對采用人工過零開斷方式的真空滅弧室觸頭弧隙縱向磁場分布強(qiáng)度在燃弧階段和弧后階段進(jìn)行了數(shù)值計算分析,得到了部分參數(shù)對弧隙縱向磁場強(qiáng)度分布的作用規(guī)律,同時計算得到在三電極“引弧”方式下,各關(guān)注參數(shù)對電弧弧柱初始擴(kuò)散速度的影響。對制造加工的觸頭進(jìn)行開斷觸發(fā)實驗,將實驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析。歸納并提出了杯狀縱磁型真空滅弧室觸頭設(shè)計的優(yōu)化規(guī)律,為工程實踐提供了重要依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM561.5
【部分圖文】：

4圖 1-1 真空滅弧室的主要結(jié)構(gòu)于真空滅弧室，電弧的產(chǎn)生和熄滅都在觸頭之斑點的運(yùn)動、分布均與觸頭結(jié)構(gòu)有關(guān)[11]。真空電能力，而滅弧室觸頭作為電弧形態(tài)變化的重要影斷路器設(shè)計的核心部分。向磁場控制技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的電弧控制結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱向磁場來控制電弧。研究者針對縱向以改善觸頭間隙的縱磁強(qiáng)度和分布，提高了電弧空電弧的作用機(jī)理主要體現(xiàn)在電弧弧柱和陰極向磁場是通過洛倫茲力使電子圍繞縱磁力線方向

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文中電流密度分布在內(nèi)的磁場特性的影響，得到了縱向磁場幅值、分布、滯后果[24-27]。除杯狀縱磁觸頭外，研究者還對不同匝數(shù)的線圈型縱磁觸頭進(jìn)行了磁場特性析[28-38]。與杯狀縱磁觸頭結(jié)構(gòu)相比，線圈型觸頭產(chǎn)生的縱向磁場具有更強(qiáng)的度，對真空電弧具有更強(qiáng)的控制作用，但弧后階段的剩余縱向磁場同樣較大弧后介質(zhì)的恢復(fù)。線圈型縱向磁場觸頭加工成本相比杯狀結(jié)構(gòu)更高，回路電杯狀觸頭在滅弧室對電弧的開斷過程中所產(chǎn)生的縱向磁場強(qiáng)度適中且分布更同時更易于加工、適合批量生產(chǎn)。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文中電流密度分布在內(nèi)的磁場特性的影響，得到了縱向磁場幅值、分布、滯后果[24-27]。除杯狀縱磁觸頭外，研究者還對不同匝數(shù)的線圈型縱磁觸頭進(jìn)行了磁場特性析[28-38]。與杯狀縱磁觸頭結(jié)構(gòu)相比，線圈型觸頭產(chǎn)生的縱向磁場具有更強(qiáng)的度，對真空電弧具有更強(qiáng)的控制作用，但弧后階段的剩余縱向磁場同樣較大弧后介質(zhì)的恢復(fù)。線圈型縱向磁場觸頭加工成本相比杯狀結(jié)構(gòu)更高，回路電杯狀觸頭在滅弧室對電弧的開斷過程中所產(chǎn)生的縱向磁場強(qiáng)度適中且分布更同時更易于加工、適合批量生產(chǎn)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2880759