摘要：快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头运动特性、液压缸缓冲特性和灭弧室反力特性的影响规律,在此基础上,对传动系统应力分布进行计算,对存在破坏风险的零部件提出改进策略,确定试验样机设计方案。研究结果表明:操作功对分闸速度影响明显,确定机构活塞杆侧作用面积为3160mm^(2),分闸速度提升至13.63m/s,触头机械分离时间缩短至4.45 ms,满足快速开断需求。随着机构操作功的提升,机构缓冲力峰值和灭弧室压气反力峰值提升明显,造成部分传动件应力值超标,通过优化液压操动机构缓冲性能以及传动件结构,设计出满足机械强度要求的传动系统。研究成果指导研发了操动机构试验样机,试验结果满足快速开断要求。

摘要：环保型断路器的应用是实现高压开关设备绿色发展的必然途径之一.为探究72.5 kV海上风电用环保型断路器的绝缘特性,建立了其数值仿真模型,研究了相应位置的电场分布及影响因素,并根据计算结果开展了内部绝缘结构优化设计.研究表明:当端屏蔽罩圆角半径为28mm、金属化瓷壳高度为145mm、中间屏蔽罩长度43 mm时,真空灭弧室绝缘特性最优;雷电冲击电压下断路器最大电场强度为20.12 kV/mm,结构优化后电场强度均低于16.80kV/mm,并开展了绝缘试验验证,均顺利通过试验,该研究可为断路器样机结构设计提供支撑.

摘要：126 kV GIS设备作为城市电网建设中的重要设备,需要更加小型化来降低变电站的土地使用面积,而温升是制约设备小型化的关键因素之一。文中建立126 kV GIS三相共箱型隔离开关及母线电磁⁃热⁃流耦合三维模型,通过对开关设备总体发热和散热研究,分析了三相共箱型结构不同布置方式产生的不同功率损耗,并基于温度场仿真研究得到了各零件的温升分布。该隔离开关及母线按照国标要求通过了温升型式试验。将温升仿真结果与试验结果进行对比,仿真误差小于10%,验证了仿真的准确性,为三相共箱型GIS开关设备的小型化设计提供有效的理论和技术支撑。

摘要：以816 kV直流旁路开关为研究对象,通过有限元仿真分析,对816 kV直流旁路开关进行静力学分析,得到支柱复合套管应力及变形分布情况,其最大等效负荷值为15.96 MPa,满足强度要求,最大变形值为107.06 mm,与拉力试验偏移量基本一致。其次对816 kV直流旁路开关进行抗震性能仿真分析,得到支柱复合套管最大计算负荷为67.6 MPa,满足电力设施抗震设计规范要求,然后进行抗震性能试验,获得了其应变响应及位移响应曲线,由测量点数据计算的支柱复合套管最小安全系数为1.72,且抗震试验后产品外观良好。因此,816 kV直流旁路开关通过了0.4 g工况下的抗震性能试验,并通过了绝缘及密封试验检验,验证了整机结构设计的合理性,为内部导电结构的优化及外部接线端子空间布局设计奠定基础。

摘要：在全球大力发展清洁能源、建设智慧能源互联网的背景下,作为关键设备之一的高压开关在智能化、环保性、电压等级提升及容量提升等方面发展迅速。首先综合介绍了中国开关设备的总体发展情况,接着介绍了高压开关设备在灭弧技术、仿真技术、智能化技术、环保技术、工艺技术等共性关键技术方面的最新研究进展以及产品发展。针对高压开关设计、制造面临的新挑战,国内外研究开发了双动传动系统与自能式结合的灭弧室结构,突破了开关设备开断、温升等多物理场耦合仿真技术,研制了智能高压开关设备,采用SF6混合气体开发了环保型开关设备并取得工程应用,开发了新型绝缘材料、近终形加工等工艺制造技术。高压开关设备技术发展趋势主要在环保性、大容量开断、高速开断、金属封闭式直流开关、新一代智慧型开关等方面,高压开关设备发展也将使电网更安全、更智能、更绿色。

摘要：开展长期带电考核是检验开关设备性能的重要手段,目前针对直流GIS长期带电考核还缺少系统性研究和工程实践。对此,结合直流GIS设备的特点和绝缘考核水平,提出了包括4 000 A直流热效应的重载等效试验。给出了在全工况下叠加雷电冲击、操作冲击试验的长期带电考核试验方案,设计了可保证试验设备安全运行的试验回路接线方式,并在±200 kV直流GIS上开展了验证试验。结果表明,该方法能有效考核设备性能,具备可行性。

摘要：地震模拟振动台抗震试验是电气设备抗震设计及验证的重要手段之一。以1100kV全复合套管柱式断路器为研究对象,依据特高压电气设备抗震试验方法对是否带拉筋或减震器等4种状态开展了地震模拟振动台试验。通过输入白噪声及标准时程波地震试验,可得到断路器的自振频率及关键部位的加速度、应变响应。对比分析4种不同状态下断路器的地震响应特点,掌握了拉筋和减震器对断路器动力特性、抗震性能影响的机理。结果表明:地震作用下4种不同状态下的断路器的最大应变都发生在支架顶部和复合套管根部;断路器地震响应复杂且呈现非线性特性。地震作用下设置拉筋、安装减震器均能有效提升断路器的抗震能力。

摘要：盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)设备研制的核心元件,直流电压下绝缘子长期承受单极性直流电场作用,其表面会积聚大量电荷,导致固-气界面处局部电场畸变,极易引发绝缘子沿面闪络,降低设备的绝缘水平。本研究借鉴直流绝缘子的相关研究成果,通过合理控制绝缘子表面场强及提高绝缘材料的电阻率实现对表面电荷积聚的抑制,借助仿真手段指导结构优化设计,完成了绝缘子浇注并通过交直流应力下的介电试验及力学性能试验,验证了设计的正确性。

摘要：特高压直流穿墙套管是直流特高压工程中的关键设备之一,为支撑我国特高压直流输电工程建设,平高集团有限公司开展了±800 kV直流穿墙套管的研制工作。针对支撑绝缘子结构直流穿墙套管的支撑绝缘子可能吸附滑动触头摩擦产生的金属碎屑,从而造成闪络的隐患,笔者提出了一体式载流结构的无支撑绝缘子特高压直流穿墙套管。应用有限元软件建立了该套管机械形变有限元模型,基于形变有限元分析结果建立了套管电场有限元模型。结果显示不采用支撑绝缘子时,接地屏蔽翻边位置套管同轴圆柱电场劣化严重。研究了不同工况、不同导电杆结构参数对该套管形变的影响,发现采用大直径薄壁导电杆并抬高安装可以有效减小导电杆相对套管的偏移量。通过采用适当规格的导电杆、设置合理的导电杆抬升量,有效降低了套管内部电场的最大电场强度。按照仿真优化结果,制造了样机,并顺利通过相关试验。

摘要：新疆、内蒙等地区极低温度的出现,使得该地区运行的超高压设备必须采取防低温措施。本文提出了针对超高压罐式断路器需要多少功率加热器的一种仿真计算步骤,可以观察到最低和最高的气体温度,对于加热带功率的选取和布置方式的设计具有重要的指导意义。