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C_(4)F_(7)N混合气体在40.5kV断路器中的应用研究(二):灭弧性能实验与弧后分解特性

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中国电机工程学报 2022年第24期42卷 9147-9158页

作者：张博雅周然郝迈杨韬李兴文姜旭朱凯邓云坤电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 西安西电开关电气有限公司陕西省西安市710077 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650271

该文是系列论文二,主要对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体在40.5kV瓷柱式断路器中进行短路电流开断实验研究,获得不同开断工况下的电流零区特性,并对比分析混合气体的短路电流开断能力。同时,研究混合气体在短路电流开断后的分解特性... 详细信息

该文是系列论文二,主要对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体在40.5kV瓷柱式断路器中进行短路电流开断实验研究,获得不同开断工况下的电流零区特性,并对比分析混合气体的短路电流开断能力。同时,研究混合气体在短路电流开断后的分解特性,分析在不同开断次数、不同开断电流和不同O_(2)含量条件下分解产物组分的变化规律。研究表明:6%O_(2)含量的5%C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体在40.5kV断路器中通过了25kA短路电流等级下单分、重合闸和合分完整循环实验,说明混合气体具备一定的大电流灭弧能力。同时,增加混合气体中的O_(2)含量可将混合气体的开断能力提高10%左右。最后,分析混合气体开断电流后的分解产物,发现提高O_(2)含量可以抑制C_(4)F_(7)N分解,并在一定程度上提高混合气体的灭弧性能。研究结果可为C_(4)F_(7)N混合气体在断路器中的工程应用提供重要参考。

关键词： C_(4)F_(7)N 气体断路器电流开断弧后电流灭弧分解特性

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喷射气体灭弧防雷间隙的灭弧效果

中国电机工程学报 2015年第3期35卷 751-758页

作者：王巨丰郭伟郭峰刘其良梁雪吴东刘津濂广西大学电气工程学院广西壮族自治区南宁市510004 福建省电力勘测设计院福建省福州市350003

绝缘子串两端安装喷气式灭弧防雷间隙是一种新型灭弧防雷方法。为研究喷射气体灭弧防雷间隙灭弧能力,利用ANSYS14.0软件对气流作用于电弧的过程模拟仿真,同时建立Mayr电弧数学模型,对气流与电弧竞争关系进行了深入探讨。提出"疏导型"防... 详细信息

绝缘子串两端安装喷气式灭弧防雷间隙是一种新型灭弧防雷方法。为研究喷射气体灭弧防雷间隙灭弧能力,利用ANSYS14.0软件对气流作用于电弧的过程模拟仿真,同时建立Mayr电弧数学模型,对气流与电弧竞争关系进行了深入探讨。提出"疏导型"防雷思想,结合"气吹灭弧"的方法,发明了一种基于强气流作用下的灭弧防雷间隙装置。该间隙能够吸引雷电电磁脉冲触发装置中的弹丸,触发后产生的高速气流强烈作用于暂态电弧生成的初始阶段,实现对电弧的主动、初期、高效抑制,达到保护绝缘子串、高压输电线路和降低雷击跳闸率的效果。灭弧试验表明:安装喷射气体灭弧防雷间隙装置是一种新型高效的架空输电线路防雷保护方法,能够保证供电可靠性及电网的正常运行。

关键词：灭弧防雷间隙绝缘子串气流输电线路

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高速气流灭弧防雷方法的机理和效果研究

高压电器 2018年第12期54卷 192-197,203页

作者：张华驿王巨丰王学彬丰德冯凯广西大学电气工程学院南宁530004

电力系统中大部分的雷害事故源于输电线路,为解决线路雷击闪络,造成雷击跳闸这一难题,提出了高速气流灭弧防雷方法。该方法将雷击电弧转移到放电间隙,通过雷电流信号触发气丸爆炸产生高速气流,快速地切断电弧,有效地阻止了雷击跳闸。文... 详细信息

电力系统中大部分的雷害事故源于输电线路,为解决线路雷击闪络,造成雷击跳闸这一难题,提出了高速气流灭弧防雷方法。该方法将雷击电弧转移到放电间隙,通过雷电流信号触发气丸爆炸产生高速气流,快速地切断电弧,有效地阻止了雷击跳闸。文中建立高速气流的速度场模型和Mary电弧暂态模型,利用FLUENT有限元分析软件对气流和电弧的耦合作用进行了仿真分析,得出爆炸产生的高速气流使电弧在1.7 ms内熄灭。在高压实验室进行了灭弧试验,通过高速摄像机和示波器监测电弧熄灭过程,试验显示高速气流能在2 ms内熄灭电弧,仿真结果和试验结果基本相符,两者得到的灭弧时间均小于输电线路的继电保护的时间,由此可以得出高速气流灭弧防雷方法的有效性和可行性。

关键词：高速气流间隙灭弧雷击跳闸防雷

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基于气吹原理的一体化防雷间隙快速灭弧方法

南方电网技术 2023年第12期17卷 119-126,151页

作者：周慧康杨廷方罗屹豪易维谢泽龙王润璞单淞译长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司长沙410118

并联间隙结构简单,但雷击过后,由工频续流导致的电弧无法快速熄灭,故使得线路的跳闸率上升。提出了一种新型一体化防雷间隙,利用磁能气吹装置喷射高能气流作用于间隙电弧致使其快速熄弧的方法,加快电弧能量消散,同时使间隙电弧能迅速变... 详细信息

并联间隙结构简单,但雷击过后,由工频续流导致的电弧无法快速熄灭,故使得线路的跳闸率上升。提出了一种新型一体化防雷间隙,利用磁能气吹装置喷射高能气流作用于间隙电弧致使其快速熄弧的方法,加快电弧能量消散,同时使间隙电弧能迅速变细,截断工频续流,从而达到快速熄弧的目的。基于磁流体力学(magnetohydrodynamic,MHD)理论,利用有限元仿真分析软件搭建了该理论模型,并进行了交流电弧灭弧实验。研究结果表明:该基于气吹原理的一体化防雷间隙能使电弧的弧柱温度在短时间降低至原来的1/5,电弧吹细至原来的30%,使电弧熄灭时间最长不超过5 ms,只有传统保护间隙熄弧时间的6%~8%。所提方法极大地缩短了间隙工频续流电弧的熄灭时间,保证了电力系统的供电可靠性。

关键词：保护间隙一体化防雷间隙有限元分析磁流体动力学灭弧

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对喷射气流灭弧防雷装置中爆轰弹丸的研究

电瓷避雷器 2020年第3期 115-120页

作者：王硕韩力孔佳琦国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063600 广西大学电气工程学院南宁530004

研究了喷射气流灭弧防雷器的重要部件-爆轰弹丸,探究了爆轰弹丸对灭弧效果的影响。首先简要介绍了喷射气流灭弧防雷装置的原理;其次,应用爆炸物理学理论,对爆轰弹丸的起爆条件进行了理论分析,对爆轰弹丸的装药提出了要求;其次,结合对爆... 详细信息

研究了喷射气流灭弧防雷器的重要部件-爆轰弹丸,探究了爆轰弹丸对灭弧效果的影响。首先简要介绍了喷射气流灭弧防雷装置的原理;其次,应用爆炸物理学理论,对爆轰弹丸的起爆条件进行了理论分析,对爆轰弹丸的装药提出了要求;其次,结合对爆轰弹丸产生的冲击波的分析,对爆轰弹丸动作后产生爆轰产物的发展过程进行了数学建模,分析了冲击波和爆轰产物在灭弧过程中发挥的作用;最后通过挂网运行实际效果证明了用爆轰弹丸灭弧的可行性。通过理论分析和实验证明,可以得到:爆轰弹丸在喷射气流灭弧装置灭弧中发挥了至关重要的作用,其中爆轰弹丸的起爆、爆轰弹丸动作产生的冲击波和爆轰产物都是影响灭弧效果的重要因素。

关键词：灭弧爆轰弹丸起爆冲击波爆轰产物

一种新型35 kV输电线路自脱离灭弧防雷装置

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电瓷避雷器 2023年第4期 96-103页

作者：谢锡汉陶祥海庞圣养陈宇辉陈锡阳吴文熠广东电网公司湛江供电局广东湛江524000 深圳带路科技有限公司广东深圳518027

为解决35 kV架空线路的雷击跳闸问题,设计了一种新型自脱离灭弧防雷装置,该装置利用产气筒内的薄膜在大电流通过时快速产气促进熄弧。为验证装置有效性,采用有限元软件评估了装置的熄弧能力,并进行了雷电冲击闪络试验和灭弧试验,结果表... 详细信息

为解决35 kV架空线路的雷击跳闸问题,设计了一种新型自脱离灭弧防雷装置,该装置利用产气筒内的薄膜在大电流通过时快速产气促进熄弧。为验证装置有效性,采用有限元软件评估了装置的熄弧能力,并进行了雷电冲击闪络试验和灭弧试验,结果表明外间隙长度为360 mm的自脱离灭弧防雷装置能够与FXBW_(4)-35/70绝缘子形成良好的绝缘配合;自脱离灭弧防雷装置能在10 ms内熄灭幅值4 kA的工频续流,并防止电弧重燃,具有良好的灭弧与保护效果。

关键词： 35 kV架空线路灭弧线路防雷试验

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熔断器用石英砂灭弧性能的试验验证

低压电器 1992年第4期 6-10页

作者：陆斌兴上海电器陶瓷厂 200071

一、前言我国石英砂资源十分丰富,但试验和使用结果表明,因产地、处理工艺等的不同,灭弧性能有很大的差异,特别在电压较高和短路电流较大的使用场合,对石英砂的纯度、粒径、形状和表面状况等提出了更高的要求。上海电器陶瓷厂在实施引... 详细信息

一、前言我国石英砂资源十分丰富,但试验和使用结果表明,因产地、处理工艺等的不同,灭弧性能有很大的差异,特别在电压较高和短路电流较大的使用场合,对石英砂的纯度、粒径、形状和表面状况等提出了更高的要求。上海电器陶瓷厂在实施引进技术NT、NGT高分断能力熔断器的消化吸收过程中,1983～1990年期间先后从全国各地收集了许多不同种类、不同工艺处理的砂样,经过理化分析后,有选择地在国内外进行了大量的灭弧性能试验验证,最终优选出一种产地在海南省文昌县并经过化学浮选处理的优质石英砂。

关键词：熔断器石英砂灭弧试验

基于压缩温升-定向气吹的压缩灭弧防雷间隙机理研究

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电瓷避雷器 2020年第4期 29-34,40页

作者：王硕周鑫闫珅黄嘉曦广西大学电气工程学院南宁530004

针对并联间隙存在的高跳闸率问题,研究了一种基于压缩温升-定向气吹的新型避雷器。为了对其灭弧功能进行研究,首先介绍了压缩灭弧防雷器的结构,其次运用等离子体理论,主要从壁压缩和自磁压缩两个方面对灭弧通道内的电弧进行了电磁分析,... 详细信息

针对并联间隙存在的高跳闸率问题,研究了一种基于压缩温升-定向气吹的新型避雷器。为了对其灭弧功能进行研究,首先介绍了压缩灭弧防雷器的结构,其次运用等离子体理论,主要从壁压缩和自磁压缩两个方面对灭弧通道内的电弧进行了电磁分析,最后用ANSYS对电弧等离子体进行了气吹仿真,并对压缩灭弧防雷器的灭弧效果进行了实验验证。最后证明了壁压缩和自磁压缩所导致的压缩温升-定向气吹现象的存在,也证明了该新型防雷器的有效性。该文将流体分析与防雷领域相结合,在研究灭弧防雷装置的同时,也丰富了对电弧的理论研究。

关键词：灭弧并联间隙压缩温升定向气吹冲击电弧灭弧效果

自能式SF_6断路器灭弧过程的计算机辅助模拟

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高压电器 1998年第6期34卷 3-10页

作者：闫究敦 RossRoycePowerTransmission Distribution UniversityofLiverpool

基于对电弧物理的现有理解,可用个人计算机对新一代自能式SF_6断路器的灭弧过程进行数值模拟,并预测其开断能力。本文采用的电弧模型以电弧和气体的质量、动量及能量守恒方程以及相关的麦克斯威方程为基础,并考虑了辐射传热、灭弧室壁... 详细信息

基于对电弧物理的现有理解,可用个人计算机对新一代自能式SF_6断路器的灭弧过程进行数值模拟,并预测其开断能力。本文采用的电弧模型以电弧和气体的质量、动量及能量守恒方程以及相关的麦克斯威方程为基础,并考虑了辐射传热、灭弧室壁的烧蚀、湍流强化的动量、能量传输以及触头的运动。电弧模型申守恒方程的求解是由一通用的流体力学计算软件包PHOENICS来完成的。由于在灭弧室内不同时刻的温度、压强、速度和静电势场均可形象地由彩色等值图显示出来,从而可在大大减少短路试验次数的前提下,详细研究不同的设计参数对开断过程的影响。试验结果表明,本文给出的自能式SF_6断路器灭弧室的计算机辅助设计方法是可行的。

关键词：六氟化硫断路器 CAD 灭弧自能式断路器模拟