較之六氟化硫斷路器,真空斷路器具有體積小、免維護(hù)、環(huán)境友好等特點(diǎn),在低壓和中壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中得到青睞。由于真空間隙的飽和效應(yīng),不能簡(jiǎn)單的通過(guò)增加間隙長(zhǎng)度的方式將真空斷路器應(yīng)用于高壓系統(tǒng)中。針對(duì)這一問(wèn)題,相關(guān)的研究學(xué)者發(fā)現(xiàn),將多個(gè)短間隙串聯(lián)在一起,較單個(gè)真空間隙相比,可以顯著提高擊穿電壓,這為真空斷路器向高壓系統(tǒng)的推廣提供了可能。然而雜散電容的存在使多斷口真空斷路的各個(gè)斷口等效電容參數(shù)不同,導(dǎo)致電壓分布不均,影響了斷路器的絕緣特性。為了獲得較為理想的電壓分布特性,目前在工程實(shí)際中主要采用均壓電容。然而,在并聯(lián)過(guò)大的均壓電容對(duì)開斷帶來(lái)了不利影響,并存在一定的安全隱患。針對(duì)以上問(wèn)題,本文主要研究雙斷口真空斷路器的高低壓斷口的電壓分布特性,以實(shí)現(xiàn)無(wú)外加均壓電容條件下,改善電壓分布特性的目的。本文主要從Ansoft靜電場(chǎng)仿真、靜動(dòng)態(tài)分壓實(shí)驗(yàn)等方面展開研究,得到不同滅弧室串聯(lián)可以改善電壓分布特性的結(jié)論,并提出一種自均壓式真空滅弧室的設(shè)計(jì)思路。本文首先分析了影響雙斷口真空斷路器分壓特性的因素,詳細(xì)解釋了對(duì)地雜散電容和斷口之間的弧后電荷的差異性在雙斷口真空斷路器電壓分布中的不利影響。在此基礎(chǔ)上,提出一種通過(guò)組成雙斷口真空斷路器的高低壓側(cè)真空滅弧室之間的相互配合,實(shí)現(xiàn)改善電壓分布特性的設(shè)計(jì)思路。然后,在Ansoft仿真軟件中對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)真空滅弧室組合下的雙斷口真空斷路器進(jìn)行了靜電場(chǎng)仿真計(jì)算,獲得了每種組合方式下高低壓側(cè)斷口承受電壓分布情況,并計(jì)算了各個(gè)斷口的等效自電容參數(shù)和對(duì)地雜散電容參數(shù)。仿真結(jié)果表明,通過(guò)將不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的真空滅弧室串聯(lián),可以達(dá)到優(yōu)化雙斷口真空斷路分壓特性的效果。在靜電場(chǎng)仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上,本文用5種不同參數(shù)結(jié)構(gòu)的商用滅弧室作為雙斷口真空斷路器的高低壓側(cè)斷口,由此構(gòu)成20組雙斷口真空斷路器。對(duì)這些斷路器分別進(jìn)行靜態(tài)高頻電壓分布實(shí)驗(yàn),選出了四種典型的組合方式進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分壓實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,獲得了一種較為理想的組合方式,并分析了同一種組合方式以及不同組合方式之間靜電場(chǎng)仿真、靜態(tài)高頻分壓和動(dòng)態(tài)分壓特性出現(xiàn)差異的原因。仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明,在無(wú)外加均壓電容的條件下,合理選擇構(gòu)成雙斷口真空斷路器高低壓側(cè)斷口的真空滅弧室,可以使高低壓側(cè)等效電容參數(shù)近似相等,以削弱雜散電容的影響,改善電壓分布特性。最后,本文提出一種用于雙斷口真空斷路器領(lǐng)域的自均壓式真空滅弧室的設(shè)計(jì)思路,在商用滅弧室的高鋁瓷外殼外添加一定厚度的鈦酸鍶鋇基陶瓷,可以大大增加滅弧室的等效自電容參數(shù)從而削弱雜散電容的影響,使雙斷口真空斷路器的高低壓側(cè)斷口等效電容參數(shù)近似相等,達(dá)到自均壓的目的,并給出了外加陶瓷殼的尺寸計(jì)算公式,通過(guò)Ansoft靜電場(chǎng)仿真在理論上解釋了這一思路的機(jī)理。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM561.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2810984