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高壓直流系統(tǒng)以其經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可調(diào)理性等優(yōu)勢(shì)，在諸多輸電范疇具有杰出的開(kāi)展前景，依據(jù)換流原理的高壓直流開(kāi)斷辦法，通過(guò)在斷口疊加反向的高頻電流，使電弧電流過(guò)零后停息，是高壓直流開(kāi)斷的有用辦法之一。
經(jīng)典研討認(rèn)為高壓戶內(nèi)外真空斷路器開(kāi)斷電流的極限在于其電流改變率di/dt，有學(xué)者通過(guò)多種換流支路參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：依據(jù)換流原理的高壓戶內(nèi)外真空斷路器的開(kāi)斷極限由所開(kāi)斷的電流值和換流時(shí)刻抉擇。
有學(xué)者使用CMOS高速攝像機(jī)觀測(cè)了依據(jù)換流原理的高壓真空直流開(kāi)斷進(jìn)程中電弧的形狀及轉(zhuǎn)移進(jìn)程，結(jié)果表明當(dāng)注入平等的電弧能量，換流頻率挑選較低時(shí)，電流轉(zhuǎn)移時(shí)刻變長(zhǎng)，電弧形狀演化較慢，有利于電弧停息后電極空隙介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)。但在開(kāi)斷數(shù)十kA的大電流時(shí)，電極急劇加熱，在電極空隙將產(chǎn)生更多的金屬蒸氣和離子，相比電流轉(zhuǎn)移時(shí)刻的影響，電流零點(diǎn)時(shí)刻的粒子密度更大程度上取決于開(kāi)斷電流的大小。
現(xiàn)在依據(jù)換流原理的高壓直流真空開(kāi)斷研討較多，但缺少換流投入時(shí)刻、換流時(shí)刻與最小安全開(kāi)距等換流參數(shù)的概念及細(xì)節(jié)的深究，結(jié)論也缺少足夠的論證。
跟著快速操動(dòng)安排的開(kāi)展，機(jī)械式斷路器現(xiàn)已可以完成快速開(kāi)斷，技術(shù)更加老練。依據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器，其換流時(shí)刻與最小安全開(kāi)距的合作是抉擇開(kāi)關(guān)能否成功開(kāi)斷的關(guān)鍵，最小安全開(kāi)距是機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器設(shè)計(jì)的重要參閱依據(jù)。此外，某種意義上可以認(rèn)為換流時(shí)刻和最小安全開(kāi)距是抉擇電弧停息后兩電極間的介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一。
換流時(shí)刻與換流電流幅值及電弧電流過(guò)零前電流改變率相關(guān)，二階微分方程無(wú)法解出含動(dòng)態(tài)真空電弧特征的開(kāi)斷進(jìn)程。大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院、國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研討院的研討人員，以依據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器為研討布景，界說(shuō)并剖析了換流時(shí)刻、換流時(shí)刻、換流比等換流參數(shù)以及它們與最小安全開(kāi)距的聯(lián)絡(luò)，通過(guò)直流開(kāi)斷實(shí)驗(yàn)剖析不同換流參數(shù)對(duì)開(kāi)斷功能的影響。
圖1 依據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器的底子結(jié)構(gòu)
圖2 直流開(kāi)斷實(shí)驗(yàn)回路
研討人員最終得出以下結(jié)論：
1）換流時(shí)刻挑選過(guò)早會(huì)導(dǎo)致電弧因觸頭開(kāi)距缺少而重燃，實(shí)驗(yàn)條件下，換流頻率3kHz，開(kāi)斷5kA直流電流，換流時(shí)刻最早約為0.193ms，最小安全開(kāi)距約為0.60mm。
2）當(dāng)換流頻率和換流比一守時(shí)，跟著開(kāi)斷電流幅值的增大，換流時(shí)刻不變，斷口恢復(fù)電壓增大而介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度較低，對(duì)最小安全開(kāi)距的要求近似呈線性增加。
3）當(dāng)換流比相一同，跟著換流頻率的增加，換流時(shí)刻顯著縮短，加重開(kāi)斷負(fù)擔(dān)。此時(shí)最小安全開(kāi)距與換流電容預(yù)充電壓及斷口恢復(fù)電壓相關(guān)。
4）當(dāng)換流頻率相一同，跟著換流比的增加，對(duì)最小安全開(kāi)距有更高的要求。
