国家自然科学基金(51207166)
- 作品数：10 被引量：70H指数：5
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- 新型真空直流限流断路器设计及其介质恢复特性被引量：33
- 2013年
- 针对传统强迫换流型断路器在关断高上升率短路电流时遇到的问题,本文提出了在高速真空开关两端反向并联续流二极管,并在小间隙下开断短路电流的改进方案。通过反向续流二极管的续流作用,使真空开关在电弧电流强迫过零后得到零电压介质恢复时间,提高了真空灭弧室的介质恢复能力,使其能够在小开距时关断高上升率短路电流。开展了新型强迫换流型限流断路器工作原理的仿真分析和高速电磁斥力机构、脉冲关断电路的设计。针对新型真空直流限流断路器关断短路电流的特殊过程,设计了与其等效的介质恢复试验,对方案可行性进行验证。设计了1kV/400A限流断路器样机并进行短路关断试验,该断路器可将初始上升率为5A/s的故障电流限流至2.5kA以下。试验结果证明所提出方案有效、可行。
- 徐国顺江壮贤庄劲武王晨武瑾刘路辉吴洪江
- 矩形阵列霍尔电流传感器设计及平行导线磁场干扰分析被引量：7
- 2014年
- 针对某型号直流断路器入口铜排的大电流测试需求,构建了矩形阵列霍尔电流传感器(RA-HCT)的基本模型;从机理角度剖析外部磁场对传感器测量准确度的影响,并构建外部平行导线对霍尔电流传感器的影响模型,得出测量误差计算方法,设计实现额定电流10 kA的12点阵RA-HCT。通过设计对比试验,得出x轴方向理论误差与实际误差最大为10%左右,y轴方向理论误差与实际误差最大为2%左右,小于设计误差3%,满足装备的测试需求,并验证了算法的正确性,为提高传感器的测量准确度提供了理论依据。
- 沈兵张超陈亮许进宝
- 关键词：霍尔传感器电流测量
- 双向非一致混合型真空直流断路器的分析与设计被引量：19
- 2013年
- 针对现代舰船直流电力系统交流整流发电机保护面临的断路器发电机侧短路时需瞬时分断高上升率短路电流,以及断路器电网侧短路时需短延时后分断短路电流的要求不同这一问题,提出了一种双向非一致混合型真空直流断路器的拓扑结构。采用强迫换流关断原理关断发电机侧短路时高上升率的短路电流,采用自然换流关断原理实现电网侧短路时短延时保护以及正常工作电流的分断。对断路器关断的3个换流过程进行分析,得到了该拓扑结构的最佳连接形式,该连接形式下正、反向关断电流的利用率分别为100%和83%。设计了1 kV/2.5 kA断路器样机,并进行了正、反向关断试验,实现了正向8 kA的自然换流关断和反向初始上升率为20A/s的短路电流强迫换流关断。试验结果表明,所提出方案是有效、可行的,所做的分析准确、可信。
- 江壮贤庄劲武王晨武瑾刘路辉
- 关键词：强迫换流自然换流
- 高速电磁斥力机构的基本原理与仿真分析被引量：5
- 2016年
- 混合型限流断路器是现代直流电力系统有效的短路保护设备,其中用于驱动高速限流断路器机械触头高速分闸的电磁斥力机构性能决定了混合型限流断路器的限流水平及分断的可靠性。分析了电磁斥力机构的工作原理,通过理论推导得到了电磁斥力的解析表达式,在此基础上得到其运动方程。介绍了电磁斥力机构的瞬态场有限元仿真方法,建立了1000 V/400 A样机的仿真模型,样机试验结果验证了理论分析与仿真计算的正确性,为电磁斥力机构的进一步优化设计打下坚实基础。
- 安德红江壮贤
- 关键词：电磁斥力机构有限元仿真
- 铜触头开关电弧光谱测温研究被引量：1
- 2014年
- 为了测量铜触头开关电弧的温度,研究了在满足局部热力学平衡条件下的电弧测温原理,设计了能够持续燃烧数微秒的暂态电弧和数毫秒的稳态电弧试验。使用HR2000＋光谱仪实现了电弧同步采集;分析了比色测温的选取原则,并得到用于测量电弧温度的Cu谱线对;结合测温公式,分别测得不同电流和燃弧时间下的电弧温度在7 000~10 000 K之间,且随着电流升高温度逐渐升高,同时得到真空电弧温度低于空气电弧温度。电弧温度的测量为揭示断路器开关介质恢复成败,从而进一步提高断路器性能提供理论依据。
- 丁振林郑林徐国顺
- 关键词：铜触头开关电弧光谱诊断测温
- 一种新型双向强迫换流型限流断路器的分析与设计被引量：5
- 2016年
- 针对强迫换流型限流断路器双向关断时关断电路体积大以及需要判断电流方向等问题,提出一种新型的双向强迫换流型限流断路器拓扑结构,利用机械开关分断时产生的电弧电压对桥式二极管的钳位作用控制关断电流的投入方向,对任一方向电流的关断均可采用同一控制策略,无需判断故障电流方向。分析了线路分布电感对关断电流分布的影响规律,得到了关断电流初始上升率的约束条件,在该文的实际应用条件下关断电流上升率应小于100 A/?s。设计了600 V/630 A断路器样机,进行正、反向短路分断试验,可将初始电流上升率为8.25 A/?s的短路电流在1.1 ms内成功分断,限流峰值为7.8 k A。试验结果表明所提出方案有效、可行和分析准确、可信。
- 江壮贤庄劲武武瑾徐国顺张超
- 关键词：限流断路器强迫换流
- 电弧触发式电磁斥力高速开断混合型直流限流装置设计与试验被引量：4
- 2018年
- 针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在因电磁干扰带来的误动。新方案采用电弧触发检测作为短路检测的手段,从机理上避免了电磁干扰可能带来的影响。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用爆炸辅助开断作为快速形成断口的手段,炸药的存在带来了安全性较低,高温下易分解的问题。新方案采用电磁斥力辅助开断作为快速形成断口的手段,从机理上避免了使用炸药带来的问题。针对灭弧熔断器,建立了含熔体烧蚀、截面扩展的数值计算模型,经对比,仿真结果与试验结果的一致性较好。研制了电弧触发式电磁斥力高速开断混合型限流熔断器原理样机,进行了2.7A/?s初始短路电流上升率条件下的整机分断试验,短路电流被限制在2.55k A,整个分断过程耗时1.7ms,成功分断的试验结果证明了设计方案的有效性。
- 徐国顺庄劲武周煜韬袁志方李枫陈搏方伟肖翼洋
- Ag触头开关电弧测温原理与谱线分析被引量：2
- 2013年
- 为了测量鲰触头开关电弧的温度，分析了光谱分析法测量电弧温度的原理，得到了比色法测温公式和谱线的选线原则；同时，为了初期的电弧温度测量，研究设计了Ag触头开关电弧产生装置，使用USB2000＋微型光谱仪对Ag触头开关电弧的谱线进行了分析。选用AgI768．78nm配合AgI421．28nm，AgI 520．91nm分别进行电弧温度计算；使用NIST数据库查找得到关键测温参数，根据测温公式和谱线强度比，测得舷触头开关电弧温度在5000～9000K。测量结果为断路器开关介质的恢复、开断性能的提高提供了理论依据。
- 徐国顺唐振王晨江壮贤
- 关键词：开关电弧光谱诊断测温
- 新型强迫换流型真空直流限流断路器研究
- 2014年
- 研究了基于强迫换流原理的真空直流限流断路器,利用与真空灭弧室反并二极管的续流作用使真空灭弧室电流过零后得到零电压介质恢复时间。真空灭弧室由高速电磁斥力机构驱动,反向强迫关断电流由预充电的LC回路产生,采用氧化锌压敏电阻限制关断过程出现的过电压。建了断路器的EMTP仿真模型,对短路和额定关断过程进行仿真分析,比较了仿真与试验结果的电流、电压波形,两者具有很高的一致性。
- 余跃听黄青梅江壮贤
- 关键词：强迫换流EMTP仿真
- 4kV/400A真空直流断路器关断电路设计被引量：1
- 2016年
- 针对4kV/400A真空直流断路器关断电路的设计问题,首先采用传统换流回路的拓扑结构,并利用强迫换流原理实现了电网侧额定电流的分断;其次,介绍了关断电路的工作原理并对关断电路的参数进行了设计。通过EMTP仿真软件对关断过程进行仿真,得到了仿真波形,并通过试验的方法确定了di/dt取值范围在36~200A/μs内,同时利用仿真方法确定基于关断电容能量最小的换流回路参数,得到了关断电路的最佳设计方案;最后,试验验证了该设计方案的可行性及有效性。
- 徐国顺杨成江壮贤
- 关键词：强迫换流
