紧凑型高压真空断路器.doc

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1、紧凑型高压真空断路器可行性研究作者：HansSchellekensSchneiderElectric,Grenoble,FranceandGeorgesGaudartVATECHT&D,SiemensGroup,Grenoble,France摘要：这项研究集中在一个紧凑型真空断路器（CB），额定电压72.5千伏，额定电流为2000A和31.5kA的短路电流。基于多个浮动屏障配置，从而降低了总故障的风险由于接触和屏障之间形成部分击穿的真空灭弧室（VI）的介质。一个优化的接触表面上的电场分布的最大指向浮动屏障领域安排，从而减

2、少击穿的每一个接触的有效面积。所有的测试都是一个专门设计的单相断路器配备极单位进行低能量的弹簧式机制。中断的性能被证实直接测试。断路器被证明是极重燃无电缆充电C2类。在新的条件和绝缘试验后中断测试证实公布的评级。这些试验证实，25％以上的紧凑VI的基础上概述的介质概念的这个高压CB的可行性。真空击穿指数，绝缘击穿，真空灭弧室，高电压技术，断路器，SF6。1.引言自1970年的真空灭弧室（VI）已适用于72千伏电压等级和更高的单断点断路器[1]。这一主要突破已在日本的真空电介质取得更好的理解，我们这里指的“区域效应”[2]

3、，其中涉及暴露的接触面积的真空间隙的绝缘强度，和垫款在真空灭弧室的“电压调节”[3]。最近已提议为145千伏的电压，真空技术[4,5]以上[6]。同时，该技术似乎蔓延到欧洲大陆[7]。更复杂的设计与VI的概念被提出[7,8]。最近的环境压力，放弃SF6电流作为现在开断和隔离介质，增加VI高电压（HV）的应用。这些最近的变阵一直是研究提出的主要动机。我们广泛的研究了所谓的“4陶瓷”六提供的介电能力设计[7,8]。我们将根据我们的“多个浮动屏障六”的概念介绍我们的两个主要结论。其后将讨论其他VI的电路设计和断路器（CB），最

4、后我们提出我们的测试结果证明这种六紧凑型概念整体的可行性。图1：A：固定接触B：移动接触C：波纹管D/G：中央屏障E：防护物75％F：防护物25％D/G：防护物50％H：隔离器图1.A，B，C。三个可能的HV-VI屏蔽配置。从左至右（1A）单一浮动屏蔽.（1B）三个浮动屏障.“传统的”（1C）多个浮动屏障六。2.真空灭弧室的概念我们提出一个新的可实现更紧凑设计真空灭弧室的概念，。这个概念是基于以下两个独立的观察结果。首先，在2.1节，屏障物整理在VI中的分布处理的局部击穿电压的影响。其次，我们在2.2节显示，由多个屏障物

5、的整理，不利用在部分放电的介电性能的优势提高触点上的最大电场我们可以实现更紧凑的VI’s。2.1多重防护配置图1三种可能的屏障配置代表。VI的中等电压往往是一个单一的动屏蔽（图1a），虽然这配置已经提出了高电压应用[4]。最近提的VI’s[7,8]使用陶瓷4，从而导致（至少）两种可能配置的浮动屏（1和1c）。图1b中心防护物D面临两个触点A+B，而在图1c中屏障物G是从两个触点A+B的中间屏蔽E+F。我们期望这些高频率现象在不同情况下运转如同高频电击穿。因此，我们研究的屏蔽低压配电是一个非持续的介电放电（NSDD）或持续

6、时间短的电击穿在这项研究中，这是两个数值（ATP计划）和实验，一个是模拟电源频率测试。一个变压器被用来作为电压源（包括杂散电容和电感）和现实的电容值（介于屏障和触体）基于（接近）最终几何的基础。此外，屏障的尺寸是同样的屏障和触体之间的共享电压。我们区分下列情况：主触点与接触和屏障之间局部击穿之间的全面故障。表1给出了计算高频电流流短持续故障后的触体或屏蔽的最大恢复电压。关于一个NSDD的持续通常小于7微秒概要，电流为零，当高频电流被中断恢复已建立。主触点故障和随后的恢复后，由于接触电压的两倍（200％）充电的电缆电容。屏

7、蔽潜力相应增加电容耦合。对于这个条件下，图1b和1c的VI运转相同。实际上，这意味着一个NSDD之间的接触将几乎可以肯定进步成一个完整的击穿而接触的差距未必可以抵制这个电压加倍。更有趣的是，虽然接触和屏蔽之间是在局部击穿的情况下。在图1b中央六屏蔽D屏蔽E和F的局部屏蔽，不包括部分触体与这些击穿之间的故障。在图1c中央VI屏蔽G是从接触部分屏蔽E和F局部击穿屏蔽的。不包括部分触体与这些击穿之间的故障。区别：部分故障的情况下，图1a或图1b类型相比中央的电压跳变屏蔽总电压可以达到约111％。图1C型的种类只有76％。电压跳

8、变的减少降低了VI内部和外部的电应力，使局部进展细分为不太可能全面崩溃。因此，电介质承受VI的改善功能。电压跳变取决于（部分）发生故障和电压源的性质。如果电压所产生的雷电脉冲，击穿跨越接触将采用象征电流直到闪电电压消失;在此条件下使电压跳变是不太可能的。然而，在部分情况下当前是最小的击穿，所有类型的外加电压下电压跳变