投切电容器用40.5kv真空灭弧室的结构仿真与优化

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1、Ｉ議ＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＵＮＩＴＹＯＩＶＥＲＳＦＥＬ专业学位硕±学位论文＇ＯＦＥＳＳＥＥＥＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＭＡＳＴＥＲＴＨＩＳＦＯＲＰＲ＾ｌｉ１Ｉ！论文題目投切电容器用４〇．５ｋＶ真空灭弧室的结构仿真与优化工程硕±专业学位类别Ｌ■０７２０１１９２０４０５：学号隙志会化者姓名—Ｉ＊指导教师曾穂青敬授ＩＩ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文

2、中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，也不包含，论文中不包含其他人已经发表ｋ撰写过的研究成果为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：各月日诗始Ｉ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借閲。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。．（保密的

3、学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：乏／１导师签名：考；曰期：年（月曰之／分类号密级注1UDC学位论文投切电容器用40.5kV真空灭弧室的结构仿真与优化陈志会指导教师曾葆青教授电子科技大学成都康一高级工程师宇光电工有限公司贵阳申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2015.03.20论文答辩日期2015.05.27学位授予单位和日期电子科技大学2015.06.26答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。FORCAPACITORWITH40.5kVVACUUMINTERRUPTERSSTRUCTURESIMUL

4、ATIONANDOPTIMIZATIONAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ChenZhihuiAdvisor:ZengBaoqingSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要随着真空开关的广泛应用，真空开关投切电容器重燃问题进一步突显，针对这个问题，从90年代就提上日程开始研究，但是经过了十多年的努力，至今投切电容器重燃也还是真空开关显著的缺陷，与投切电容器组的低重燃率(零重燃)要求差

5、距仍较大，可靠性较差。真空开关投切电容器组重燃问题是当前国内真空开关行业亟待解决的主要问题之一。本文通过对投切电容器用真空灭弧室重燃现象的特点进行分析研究发现，真空灭弧室的内部电场分布不均，以及断口的真空间隙击穿是导致真空开关投切电容器组重燃的直接原因。本文首先简要回顾了国内外真空灭弧室的发展历史与现状，综述了真空灭弧室的基本设计理论和工艺方法，根据目前的发展水平与研究现状、存在的几个主要问题，引出本文的研究内容与目标。本研究按照正规产品设计的思路，给出40.5kV真空灭弧室设计的基本参数，以此为基础进行模拟仿真分析，系统、全面地对40.5kV真空灭弧室内部的各个关键零件进行整体

6、优化设计，运用电磁场理论、有限元计算方法和最优化理论，实现真空灭弧室电场结构的优化，减少击穿弱点，提高总体重燃临界电场。电场结构设计方面改变主屏蔽筒、端屏蔽罩、触头等内部元件的几何参数，使灭弧室内部电场分布更均匀。电容器组具有频繁投切的特点，真空开关在投切电容器组时由于质量不稳定，发生多次重燃产生高幅值重燃过电压，导致电容器组大批损坏，产生电容器爆炸事故。本课题针对投切电容器组的特殊要求，40.5kV等级真空灭弧室切电容器问题已成为当今真空开关市场应用的瓶颈。本课题重点研究如何改善40.5kV等级真空灭弧室的设计结构和优化制造工艺，目标通过从真空灭弧室的结构仿真与电场分析、关键零

7、件材料选用、制造工艺以及后工序老炼处理等各方面分析和实验，找出对灭弧室投切电容器的影响因素并采取措施，最后给出40.5kV高压真空灭弧室的设计参数和后处理工艺，进一步增强灭弧室的耐压水平，提高灭弧室投切电容器的能力，降低灭弧室的重击穿几率，杜绝事故发生，保证电容器组的安全运行。关键词：真空灭弧室，电容器，重燃，电场，老炼IABSTRACTABSTRACTWiththewidelyuseofthevacuumswitch,there-ignitionproblemofvacuums