输电等级单断口真空断路器理论及其技术

前言

第1章 绪论

11真空断路器发展简介/002

12输电等级真空断路器的发展/003

121国外输电等级真空断路器的发展/004

122国内输电等级真空断路器的发展/006

13发展输电等级单断口真空断路器所面临的技术挑战/007

第2章 长触头间隙真空绝缘特性

21概述/014

22真空间隙击穿的基本理论/014

221场致发射击穿/015

222微粒击穿/016

23实验研究的基本装置/017

24真空灭弧室长真空间隙的工频绝缘特性/018

241实验数据/018

242工频击穿场强分析/019

25长真空间隙雷电冲击绝缘特性/023

251触头有效面积的影响/023

252触头表面粗糙度和直径的影响/028

253开关操作的影响/029

26长真空间隙击穿模型/030

261均匀场击穿模型/031

262非均匀场击穿模型/033

27总结分析/037

第3章 大开距真空电弧的阳极燃弧模式及控制

31真空电弧的阳极过程/040

32阳极模式图的实验观察与研究/045

321实验概述/045

322实验结果及分析/047

323实验获得的阳极模式分布图/050

33影响阳极斑点临界电流的主要因素/051

331触头材料的影响/051

332触头立体角的影响/052

333纵向磁场对阳极斑点形成的影响/056

34阳极斑点对电流过零后电极表面温度的影响/062

341实验概述/062

342电流过零后阳极表面温度/064

343阳极斑点对电流过零后阳极表面温度衰减的影响/068

35阳极燃弧模式的控制/071

351根据阳极燃弧模式图优化分闸特性的方法/071

352分闸相位对分闸曲线的影响/073

353纵向磁场的影响/075

354126 kV真空断路器分闸特性与开断性能的关系/077

第4章 输电等级真空灭弧室的设计

41真空灭弧室基本结构/082

42绝缘结构设计/083

43触头结构设计/085

431纵向磁场线圈结构/085

432纵向磁场杯状结构/087

433纵向磁场马蹄铁结构/087

434横向磁场螺旋线结构/087

435横向磁场杯状结构/088

44触头材料的选择/089

45发热分析与设计/090

46波纹管与套管/091

第5章 真空间隙弧后介质恢复过程理论研究

51概述/094

511残余等离子体/094

512金属液滴/096

513金属蒸气/097

514 触头表面状态/098

52真空灭弧室弧后中性金属蒸气密度的理论计算与分析/100

521阳极表面温度计算/101

522阳极表面金属蒸气蒸发计算/113

53真空灭弧室弧后鞘层仿真计算/116

531电势分布及粒子分布随时间的变化/117

532粒子密度对弧后鞘层的影响/119

533粒子初始热运动情况对弧后鞘层的影响/121

534瞬态恢复电压上升率对弧后鞘层的影响/123

535不同开距下的弧后鞘层的发展过程/124

536电子、离子能量分布的仿真结果/125

54真空灭弧室弧后介质恢复过程的实验对比/126

541小电流时的弧后介质恢复特性/127

542大电流时弧后介质恢复特性/128

543计算结果与实验结果的对比/129

55真空灭弧室弧后金属蒸气的击穿/129

56关于真空灭弧室弧后击穿的讨论/132

57PIC-MCC方法介绍/135

571PIC方法/136

572MCC方法/139

573PIC-MCC方法的计算流程/141

第6章 输电等级真空断路器的关合过程及其优化控制

61输电等级真空断路器合闸速度的优化/146


611触头间的动熔焊特性/146

612减轻输电等级真空断路器动熔焊效应的合闸速度优化理论/147

62输电等级真空断路器触头预击穿开距与弹跳的实验测量/149

621预击穿实验/149

622空载关合弹跳特性实验/151

63126 kV真空断路器合闸速度的优化/155

64关于合闸过程优化设计的分析/155

641预击穿距离的分散性与优化合闸速度/155

642126 kV真空断路器同步关合的合闸速度/156

643合闸速度对触头冲击力的影响/158

644关合电流对预击穿和弹跳燃弧时间的影响/159

第7章 输电等级真空断路器操动机构的设计方法

71真空断路器操动机构概述/164

72弹簧操动机构的分闸系统设计方法/166

721弹簧操动机构分闸系统/166

722油缓冲器的结构与设计方法/167

723根据特定分闸速度曲线设计缓冲器的方法/168

73弹簧操动机构的合闸系统设计方法/172

731弹簧操动机构合闸系统/172

732通过合闸特性曲线得到凸轮传动比的方法/174

733凸轮廓线的计算与设计/177

74永磁操动机构的设计方法/180

741新型分离磁路式永磁操动机构/181

742永磁操动机构特性计算与设计/185

743126kV分离磁路式永磁机构的设计/193

75永磁操动机构的控制/199

751双线圈变电流控制方法/199

752永磁操动机构时间分散性分析/208

第8章 真空灭弧室的纳秒连续脉冲老炼技术

81纳秒连续脉冲老炼/216

811纳秒连续脉冲老炼装置/216

812纳秒连续脉冲老炼装置的控制和运行/217

82纳秒连续脉冲老炼对真空灭弧室特性的影响/220

821触头表面状态分析/221

822耐压水平实验结果/221

823对真空断路器击穿特性的影响效果/222

第9章 126kV单断口真空断路器试验研究

91研究性试验主要设备/224

911126kV合成回路/224

912126kV可拆式真空灭弧室/226

92耐压试验/227

921短时工频耐压试验/227

922标准雷电冲击耐压试验/227

93温升试验/228

94机械特性试验/230

941机械特性试验目的/230

942机械操作试验/231

943机械寿命试验/231

95开断试验/232

951出线端故障试验/232

952失步故障试验/241

953异相接地故障试验/244

954近区故障试验/246

第10章 输电等级真空开断技术发展展望

101陶瓷外壳真空灭弧室/252


102额定电流提升技术/252

103采用环境友好型绝缘气体实现外绝缘/253

104新型操动机构/254

105“真空开关”组合电器/256

106液氮绝缘“超导”组合电器/256

107基于真空断路器的新型高压直流断路器/257

108252kV真空灭弧室研究与开发/258

109真空断路器同步控制技术/259

1010超特高压真空断路器/259

参考文献/261

后记/273