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：管母以占地面积小,布置清晰美观,导体表面临界电晕电压高的优点在直流输电换流站中得到了广泛的应用,通过分析影响支撑式管母线长度伸缩和挠度变化的因素,总结出当采用支撑式管母线时不仅需要对管母线沿长度方向的滑动偏移量(长度伸缩量)进行考虑,还要对管母支撑点处管母的转角进行考虑,以利于管母线长度伸缩和挠度变化时应力的释放,避免支撑绝缘子的损坏,同时对几种常用的管母支撑金具的优缺点进行了分析并提出了设计过程中需要注意的问题,期望能够对设计人员在进行电站管母的支撑设计和金具选型时提供一些参考和帮助。

摘要：±800 kV特高压直流换流站阀厅工程设计中,换流阀与换流变压器及穿墙套管之间采用管型母线连接方式,设备连接需采用特殊的管型母线连接金具。笔者通过对向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程换流站阀厅金具的结构介绍,阐述了阀厅金具的整体结构特点,分析了金具的载流量和耐热性、防电晕特性、机械强度的可靠性、外形尺寸以及连接形式等要求。通过实例介绍了5种常用的阀厅金具的结构细节及特点,为哈密南—郑州及溪洛渡—浙江等特高压换流站阀厅金具设计提供参考和借鉴。

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：为了使断路器与弹簧操动机构分闸末尾缓冲器发挥最佳缓冲作用,保证断路分闸曲线末尾无反弹且平稳,需要对缓冲器及其断路器进行联合建模和仿真计算。文中基于节流原理和多体系统动力学的计算方法建立了弹簧操动机构中液压缓冲器的计算模型,通过C语言编译计算缓冲器缓冲力动态链接库与ADMAS仿真计算进行交互,完成了弹簧操动机构中液压缓冲器的仿真。仿真结果与实际测试结果进行对比,验证了计算、仿真方法的正确性,得出了一条仿真计算和试验相结合的技术路线,为实际工程应用和液压缓冲器设计奠定了基础。

摘要：为真空开关技术向126 kV等高电压等级发展,向智能化方向发展,设计了一种配126 kV单断口选相真空断路器的新型磁力机构。给出了磁力机构的运动机理和数学模型并分析了影响其运动特性的因素,介绍了一种基于模糊算法闭环控制的位移跟踪式选相策略。利用电磁场仿真软件建立了新型磁力机构的二维静态与瞬态有限元模型,依据126 kV单断口真空灭弧室的技术要求,主要对影响磁力机构合闸保持力以及分闸速度2个方面的因素进行了仿真优化分析,得到了影响磁力机构机械特性因素的变化规律,确定了磁力机构的结构与参数,并以此为指导依据加工了试验样机,结果满足126 kV真空灭弧室的技术要求。以新型磁力机构为基础设计了成套的126 kV真空断路器,并根据国家标准GB1984—2014和GB30846—2014在国家高压电器产品质量监督检验中心(河南)完成了型式试验的验证,试验结果符合标准,其中选相关合窗口为±0.5ms。型式试验的通过说明磁力机构具有较高的稳定性和可靠性,可以较好地适配126 kV单断口真空灭弧室以及选相控制。

摘要：屏蔽球是特高压直流输电工程换流站阀厅中的一种重要金具。屏蔽球表面电场控制是阀厅设计的重要组成部分。在试验中遇到屏蔽球起晕现象,通过计算机仿真分析了原因,根据分析结果提出了几种屏蔽球设计方法,通过比较确定了最优的方法,并按最优的设计方法对屏蔽球的结构进行了改进,最后通过试验和仿真证明了屏蔽球设计新方法的有效性。本文提出的屏蔽球结构设计新方法为特高压直流输电工程中换流站阀厅金具设计提供了重要参考。

摘要：设计了一种分相式快速真空断路器,主要由混合式快速机构和固封极柱构成,混合式快速机构包括永磁机构和双线圈斥力机构2部分。利用Ansys Maxwell对快速机构进行了建模和有限元分析及其优化;并考虑实际产品中斥力机构的整体结构布局,对斥力部分线圈骨架材料及结构形式、有无斥力外壳支架进行了针对性的仿真优化。在仿真的基础上,研制了10 kV快速真空断路器的实验样机,并通过大量的实验验证了仿真的正确性。针对因快速机构合闸速度快导致的合闸弹跳大的问题,采用了液压缓冲装置及对其合理的结构设计来解决。最终实测其分闸时间为2.1 ms,分闸反弹小于2 mm,合闸时间为9.6 ms,合闸弹跳小于1 ms,满足国标规定和项目要求。样机在中国电科院试验站通过了包括短路关合和开断试验、机械试验、温升试验及动热稳定试验在内的多项型式试验。

摘要：随着直流输电电压等级越来越高,换流阀厅内设备越来越密集,尤其是±1 100 kV电压等级阀厅,对阀厅内金具的绝缘要求更加严苛。通过有限元数值计算,可以得到阀厅内金具表面电场,判断金具是否满足绝缘设计。阀厅内部交直流混杂,针对阀厅金具,分别采用静电场与瞬态电场进行计算,计算结果表明,阀厅金具可以通过直流电压下的电场计算对瞬态结果进行预估。根据电场计算结果进行金具选型,并对金具结构参数进行优化,分析得出影响场强的主要参数,将仿真计算紧密嵌入金具设计中,缩短设计周期,降低生产成本。

摘要：交流高压电器中,一般采用多根触指并联的方式提高设备的通流能力。采用有限元法建立了交流高压电器触指处的三维电磁场模型;并通过该模型计算出每根触指的发热功率。根据计算结果发现触指处的电流密度在交变电磁场情况下有着自身的规律。应用此计算模型,研究了触指数目、触指间距、触指位置三种因素对触指发热功率大小的影响,所得结论对交流高压电器触指设计具有较好的指导意义。