摘要：为探明真空电弧与并联分流电阻的电流转移特性,针对弧后电流测量装置的电流转移特性展开试验研究。搭建了真空开关与大功率并联分流电阻的电流转移特性试验平台,研究了燃弧时间、主电流峰值、分流电阻等对电流转移特性的影响规律,通过数据处理和简化分析,得到了电流转移特性的数学描述。基于上述电流转移特性,研制了新型弧后电流测量装置并进行了实验验证,分析了合成回路电压源叠加电流、横向磁场吹弧等对电流转移特性及弧后电流测量的影响,试验结果表明:在过零前20μs电流转移过程完成,测量结果可靠。通过该研究得到了真空电弧电流转移特性,为弧后电流测量装置的参数优化设计奠定了基础。

摘要：断路器的弧后电流是断路器开断性能的重要参量,为了获取高精度、低干扰的弧后电流,本文提出了一种基于真空开关、转移电阻、保护间隙和高精度电流传感器构成的弧后电流测量方法,其中真空开关负责导通大电流,在电流过零前电流转移到转移电阻上,然后利用高精度电流传感器间接测量弧后电流。建立了弧后电流装置的电流转移过程模型,分析了电流转移完成时刻和转移电流峰值受转移电阻、电流大小和真空开关刚分时刻的影响。基于仿真得到弧后电流测量装置的参数,设计了弧后电流测量装置样机,对转移电阻进行了特殊无感设计并与保护间隙实现配合保护。最后进行了10 k V真空断路器在合成回路试验中的弧后电流测量,在开断5 k A电流时,弧后电流峰值为500 m A左右,脉宽5μs,弧后测量干扰小,波形平滑。对比试验结果和前人研究成果,验证了基于电流转移原理的弧后电流测量装置的可行性和准确性。

摘要：为了研究真空直流强迫过零开断过程中的弧后电流,该文设计永磁-斥力混合式快速机构,搭建直流开断用弧后电流测量系统,开展直流小电流开断实验,研究弧后电流受开断电流幅值、电极开距、换流电流频率及换流电容电压的影响。研究结果表明:弧后电流呈现出不稳定性。弧后电流随开距增大而增大,且同开距下弧后电流变化不大。开断电流小于800A时,弧后电流增长较快;开断电流在800~1800A范围时,弧后电流增长较慢。弧后电流随着换流频率的增加显著增大,换流频率对弧后电流的影响起主导作用。换流电容电压应控制在一定范围内以减小弧后电流。

摘要：机械式直流断路器弧后特性是表征其开断性能的重要参数。为获得直流开断过程中真空开关弧后电流峰值与时间、电流零点附近的di/dt、du/dt等影响规律,该文首先分析基于电流转移的机械式真空直流断路器弧后电流测量原理,设计机械式真空直流断路器弧后电流测量装置参数,搭建基于强迫过零方式的机械式直流开断实验平台,测量开断电流为1.5kA情况下机械式真空直流断路器弧后电流,讨论换向频率和恢复电压对弧后电流的影响。研究表明,基于电流转移的弧后电流测量装置可以有效测量弧后电流,弧后电流随着换向频率和恢复电压的增大而增大,恢复电压在相位上稍滞后弧后电流约100ns,且换向频率对弧后电流的影响大于恢复电压的影响,为断路器开断性能的优化研究提供了参考。

摘要：弧后介质热恢复特性对断路器开断能力有着显著的影响,该文旨在通过实验手段研究不同因素对高压气体断路器弧后电流特性的影响。首先以126 kV SF6断路器为原型设计了实验样机,之后在不同触头分开时电流相位θ(20°、50°、80°),预期短路电流值I(12、18 kA)及腔体充气压力P(0.5、0.6及0.7 MPa)下进行了一系列开断实验,利用高分辨率的零区设备采集零区电弧电流。结果表明:间隙电弧重燃概率随θ增加而增大,当I=18 kA且P=0.5 MPa时,θ为20°时间隙未发生击穿,而θ分别为50°和80°时弧隙击穿且弧后电流的上升速率分别为1.03和2.08 A/μs;弧后电流及其上升速率随I的增大而增加,当θ=80°且P=0.6 MPa,I为12、18 kA时所对应的弧后电流上升速率分别为1和2.05 A/μs;当θ=80°且I=12 kA时,弧后剩余电流随着P的增大趋向于减小。气体的热开断能力与临界弧后电流存在对应关系,一定程度上可以考虑将弧后电流的临界值作为弧后热击穿的判据。

摘要：为满足断路器开断过程中弧后电流的高精度测量,该文提出基于电流转移特性和磁吹的新型弧后电流测量方法,通过实验研究真空电弧电流转移特性和磁吹对电流转移特性的影响,得到真空电弧电流转移特性和磁吹的影响规律。进而,设计新型弧后电流测量装置的结构和智能控制系统,在合成试验中新型弧后电流测量装置的分流电阻承受最大电流小于500A,并联真空开关在主电流过零前200μs电弧熄灭,验证了弧后电流测量装置的有效性。该装置测量带宽为15MHz,测量精度为0.3%,对并联真空开关控制精度要求低。实验结果表明新型弧后电流测量装置的有效性和准确性,为断路器弧后特性研究提供有效支撑。

摘要：目前机械式直流真空断路器是直流开断的主流方向之一,其主开关的弧后特性对其开断性能起着至关重要的作用。利用电流转移法设计了一种弧后电流的新型测量方法,并对该装置在测量机械式真空断路器弧后电流时的工作原理进行了分析。采用改进Mayr模型建立了真空电弧模型,利用MATLAB构建了机械式直流真空断路器弧后电流测量装置模型,仿真研究了转移电阻大小、主电流大小等对转移完成时刻电流值和转移电阻完全承受电流时间的影响,经过数据处理分析得到这些参数对电流转移特性的影响规律。基于得到的影响规律,确定了直流真空断路器弧后电流测量装置的参数,对研制测量装置并进行测试提供了理论基础。

摘要：为实现断路器开断过程弧后电流的非接触式测量,提出基于阵列式隧道磁阻(tunnel magnetoresistance,TMR)磁场传感器的弧后电流测量方法。首先以TMR磁场传感器为核心设计搭建电流测量装置,在50 Hz交流电电路中验证方案的可行性和精度;之后搭建断路器合成回路实验装置并进行弧后电流测量,获得各TMR磁场传感器的电压变化曲线,根据电压与电流的对应关系反推出电流变化曲线,并对比前人研究测得的弧后电流波形,两者变化趋势一致,数值数量级相同,佐证了测量结果的可靠性。实验结果表明:TMR磁场传感器能实现交流电流的测量,频率响应及时,误差在±7%以内,电流数值与TMR磁场传感器离电流的距离相关,最小可测得90 mA。

摘要：电流零区测量对标定评价断路器开断性能、改进断路器结构设计至关重要,设计一套高精度、便携、可靠、安全的零区测量系统一直是行业的追求,国内外研究者在测量方法和测量装置研制方面做了很多创新性工作。从高压断路器灭弧原理出发,梳理提出了零区测量的难点和关键点,综述了国内外研究者提出的测量方案及效果。综合考虑多维度产业需求,研制了一套便携性和动态特性好的零区测量系统,并在实际断路器产品试验中进行了验证。结果表明:该系统抗干扰性和重复性好,能够满足产品研发需求。结合零区测量系统研究及使用经验,提出了零区测量系统的未来展望,为后续交直流开关的研发提供参考。

摘要：为寻求多断口真空开关有效的磁场调控措施,提出多断口真空开关协同效应的概念,分析了多断口真空开关的磁场调控需求——动态电压分布与动态介质恢复强度协同作用。在此基础上,搭建了多断口真空开关磁场调控试验研究平台,设计了试验用脉冲磁场调控系统,研究了不同磁场方式、脉冲宽度、磁场强度、施加时刻等对真空电弧发展过程及弧后电流、电荷等特性的影响规律。以动态电压分布为调控目标,研究了不同磁场组合方式下的动态电压分布特性,得到了磁场调控对电弧发展、弧后特性、动态电压分布的影响规律。实验结果表明,磁场调控机理为磁场调控电弧发展影响零区及弧后特性,进而影响弧后动态电压分布与动态绝缘特性。该研究结果为串联用真空灭弧室优化设计及多断口真空开关磁场调控提供了参考依据。