隨著高壓直流輸電系統(tǒng)的快速發(fā)展和新能源與信息科學技術的普遍應用,高壓直流輸電系統(tǒng)的工程應用日益成熟。研發(fā)高電壓電流等級真空斷路器的重要方法之一是改進真空電弧控制技術及合理、有效地優(yōu)化滅弧室觸頭結構。滅弧室觸頭結構的優(yōu)化對真空斷路器提高電流開斷能力有密切的相關性。但現(xiàn)有的交流滅弧單元不適用于直流開斷,將當前為交流開斷工況所設計的滅弧室觸頭結構直接應用于直流開斷工況,可能會影響開斷可靠性,達不到開斷要求。本文主要針對基于人工過零開斷的杯狀縱磁真空滅弧室觸頭的設計優(yōu)化規(guī)律進行研究。論文分析了真空電弧在縱向磁場作用下的運動規(guī)律,搭建了真空滅弧室的物理模型,并基于成熟的傳統(tǒng)交流滅弧單元確立了基于人工過零的杯狀縱磁真空滅弧室觸頭的基準參數(shù)及優(yōu)化范圍,結合后續(xù)實驗開展確定了仿真環(huán)境工況。對采用人工過零開斷方式的真空滅弧室觸頭弧隙縱向磁場分布強度在燃弧階段和弧后階段進行了數(shù)值計算分析,得到了部分參數(shù)對弧隙縱向磁場強度分布的作用規(guī)律,同時計算得到在三電極“引弧”方式下,各關注參數(shù)對電弧弧柱初始擴散速度的影響。對制造加工的觸頭進行開斷觸發(fā)實驗,將實驗結果與仿真結果進行對比分析。歸納并提出了杯狀縱磁型真空滅弧室觸頭設計的優(yōu)化規(guī)律,為工程實踐提供了重要依據(jù)。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM561.5
【部分圖文】：

4圖 1-1 真空滅弧室的主要結構于真空滅弧室，電弧的產(chǎn)生和熄滅都在觸頭之斑點的運動、分布均與觸頭結構有關[11]。真空電能力，而滅弧室觸頭作為電弧形態(tài)變化的重要影斷路器設計的核心部分。向磁場控制技術是目前應用最為廣泛的電弧控制結構產(chǎn)生縱向磁場來控制電弧。研究者針對縱向以改善觸頭間隙的縱磁強度和分布，提高了電弧空電弧的作用機理主要體現(xiàn)在電弧弧柱和陰極向磁場是通過洛倫茲力使電子圍繞縱磁力線方向

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文中電流密度分布在內的磁場特性的影響，得到了縱向磁場幅值、分布、滯后果[24-27]。除杯狀縱磁觸頭外，研究者還對不同匝數(shù)的線圈型縱磁觸頭進行了磁場特性析[28-38]。與杯狀縱磁觸頭結構相比，線圈型觸頭產(chǎn)生的縱向磁場具有更強的度，對真空電弧具有更強的控制作用，但弧后階段的剩余縱向磁場同樣較大弧后介質的恢復。線圈型縱向磁場觸頭加工成本相比杯狀結構更高，回路電杯狀觸頭在滅弧室對電弧的開斷過程中所產(chǎn)生的縱向磁場強度適中且分布更同時更易于加工、適合批量生產(chǎn)。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文中電流密度分布在內的磁場特性的影響，得到了縱向磁場幅值、分布、滯后果[24-27]。除杯狀縱磁觸頭外，研究者還對不同匝數(shù)的線圈型縱磁觸頭進行了磁場特性析[28-38]。與杯狀縱磁觸頭結構相比，線圈型觸頭產(chǎn)生的縱向磁場具有更強的度，對真空電弧具有更強的控制作用，但弧后階段的剩余縱向磁場同樣較大弧后介質的恢復。線圈型縱向磁場觸頭加工成本相比杯狀結構更高，回路電杯狀觸頭在滅弧室對電弧的開斷過程中所產(chǎn)生的縱向磁場強度適中且分布更同時更易于加工、適合批量生產(chǎn)。
【參考文獻】

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本文編號：2880759