久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

真空與SF6是斷路器領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的滅弧與絕緣介質(zhì)，而《京都議定書》與歐盟“禁氟令”都對SF6的使用提出嚴格的限制。而真空斷路器長間隙存在絕緣飽和問題，使其難以向高壓超高壓領(lǐng)域發(fā)展。尋求環(huán)境友好的SF6替代氣體和開發(fā)高壓真空斷路器是高壓開關(guān)領(lǐng)域亟待解決的熱點問題。

多個真空短間隙串聯(lián)組成多斷口真空斷路器，是將真空斷路器推向更高電壓等級的有效手段。罐式結(jié)構(gòu)多斷口真空斷路器符合模塊化變電站建設(shè)需求，是未來替代SF6斷路器的發(fā)展方向之一。多斷口真空斷路器廣泛應(yīng)用于交流輸電、機械式高壓直流開斷等領(lǐng)域，目前T型、U型、直立型等結(jié)構(gòu)的多斷口真空斷路器已在204kV以下電壓等級的工程中得到應(yīng)用。

大連理工大學(xué)研發(fā)了基于40.5kV光控模塊式真空開關(guān)單元串聯(lián)構(gòu)成126kV智能多斷口真空斷路器技術(shù)方案，并在武漢湯山變電站掛網(wǎng)運行。華中科技大學(xué)聯(lián)合南方電網(wǎng)公司研制的機械式高壓直流斷路器應(yīng)用于廣東電網(wǎng)±160kV南澳多端柔性直流輸電系統(tǒng)中。西安交通大學(xué)針對投切電容器組時重擊穿概率高的問題，研制了40.5kV雙斷口真空投切電容器組專用固封極柱。

以上多斷口斷路器多為柱式結(jié)構(gòu)，存在占地面積大、集成化水平低的問題，超/特高壓組合電器（GIS/HGIS）的發(fā)展是未來行業(yè)發(fā)展的趨勢。

由于雜散電容的存在，多斷口斷路器斷口間分壓并不均勻，這直接影響斷路器的開斷能力。為消除雜散電容的影響，一般采取外并均壓電容的方式保證斷口間電壓分布均勻，而過大的均壓電容不利于斷路器發(fā)生重燃后滅弧室內(nèi)部介質(zhì)恢復(fù)過程。

有學(xué)者研究了模塊化多斷口真空斷路器電位與電場分布特性，得出三斷口真空斷路器高壓端承受電壓超過60%。有學(xué)者計算了模塊化三斷口真空斷路器等效電容參數(shù)，分壓特性實驗驗證了計算結(jié)果的正確性。有學(xué)者從靜、動態(tài)均壓兩方面對均壓電容的選取進行了理論與實驗研究。

有學(xué)者提出了一種全新SF6氣體絕緣的363kV真空斷路器，采用40.5kV真空滅弧室的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并進行了電場仿真分析。有學(xué)者控制雙斷口真空斷路器的開斷速度，改善斷路器電壓分布情況。有學(xué)者提出不同滅弧室的組合方式影響雙斷口滅弧室電壓分布，合理的組合方式可起到一定的自均壓效果。

現(xiàn)有研究主要針對傳統(tǒng)戶外柱式結(jié)構(gòu)，對罐式結(jié)構(gòu)均壓配置研究圍繞超特高壓SF6罐式斷路器，而罐式多斷口真空斷路器均壓配置問題有必要進行深入探索。集合環(huán)保氣體絕緣、3~5個真空滅弧室開斷、罐式結(jié)構(gòu)兼容HGIS/GIS的全環(huán)保型罐式多斷口真空斷路器，能夠較好滿足開關(guān)設(shè)備環(huán)保化、模塊化的技術(shù)需求。

鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院等單位的科研人員前期對罐式結(jié)構(gòu)整體電場分布與優(yōu)化進行了探討。在本次研究中，建立了126kV環(huán)保型罐式多斷口真空斷路器電壓與電場強度仿真模型，計算其等效電容分布參數(shù)。針對斷口間電壓分布不均的問題，設(shè)計不同并聯(lián)電容配置結(jié)構(gòu)，對比分析不同電容配置結(jié)構(gòu)電場強度和電壓分布情況，得到并聯(lián)電容的容值與絕緣布置方案，為環(huán)保型罐式多斷口真空斷路器均壓配置設(shè)計提供參考依據(jù)。

圖1 三斷口真空斷路器結(jié)構(gòu)示意圖

科研人員對結(jié)果分析后，總結(jié)得出以下結(jié)論：

1）對比多斷口真空斷路器罐式結(jié)構(gòu)與戶外瓷柱式結(jié)構(gòu)電位分布情況可知，罐式結(jié)構(gòu)電壓分布不均勻度高于瓷柱式斷路器，其各斷口間電壓分布為74%、19%、7%；由于罐體結(jié)構(gòu)縮短了電極對地距離，其斷口和屏蔽罩對地雜散電容明顯增大，由瓷柱式的1.6~2.6pF增加至6.1~7.5pF，是造成兩種斷路器電壓分布存在差異的主要原因。

2）不同并聯(lián)電容配置結(jié)構(gòu)電容值的變化對均壓效果影響基本一致，單邊、雙邊、三邊電容布置方式下，均壓電容容值至少選擇1000pF；由于圓筒狀電容電極形狀與布置措施，在一定程度上增強了電容均壓效果，圓筒狀電容布置方式選擇800pF即可，繼續(xù)增大電容值均壓效果趨于飽和。

3）常規(guī)單邊、雙邊、三邊并聯(lián)電容配置，電場強度較大處位于金屬連接件處與滅弧室沿面，金屬連接件處最大電場強度為15~20kV/mm，而圓筒狀均壓電容金屬連接件部分最大電場強度為3kV/mm。圓筒狀電容配置其電場強度分布最為均勻，符合罐式斷路器緊湊型設(shè)計需求，后續(xù)將進一步深入研究一體化集成的串聯(lián)用自均壓真空滅弧室。

以上研究成果發(fā)表在2021年第15期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標題為“環(huán)保型罐式多斷口真空斷路器均壓配置研究”，作者為程顯、杜帥 等。