多斷口直流斷路器中的串聯(lián)多重火花間隙研究.pdf

1、隨著多端柔性直流輸電技術(shù)的高速發(fā)展，直流斷路器的研制引起了廣泛的關(guān)注。本課題基于多斷口真空直流斷路器中的長(zhǎng)壽命火花間隙的研制需求而選定，從理論分析、仿真和具體實(shí)驗(yàn)等方面對(duì)多斷口直流斷路器回路及其中多重火花間隙的特性進(jìn)行了全面的研究。
　　論文提出了一種新型320kV多斷口真空直流斷路器的方案，對(duì)其換流過零回路進(jìn)行了詳細(xì)的分析。利用PSCAD軟件搭建了直流斷路器仿真模型，仿真在短路故障情況下、斷路器出口側(cè)線路侵入雷擊過電壓和操作過電

2、壓時(shí)直流斷路器回路中各元件參數(shù)的變化情況?？紤]了直流斷路器電流多次過零的可行性，當(dāng)換流電容大于10μF時(shí)，通過改變回路電感值，理論上均可以實(shí)現(xiàn)直流斷路器電流三次過零的目的。
　　確定多重火花間隙的設(shè)計(jì)參數(shù)為工作電壓320kV，耐壓水平大于1000kV，設(shè)計(jì)電流幅值超過20kA，單次轉(zhuǎn)移電荷庫(kù)侖量超過20C。本文采用一種既可耐受高工作電壓，又可以在較低觸發(fā)電壓下可靠擊穿的基于級(jí)聯(lián)放電原理的可控多重火花間隙。通過建立多重火花間隙仿真電

3、路及搭建1、2、4、10級(jí)火花間隙實(shí)驗(yàn)電路，確定了多重火花間隙頻率相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選擇，其中選取均壓電阻為4MΩ，間隙分壓電容為100pF，間隙級(jí)數(shù)為10級(jí)，單級(jí)間隙耐壓水平約為100kV。并給出了應(yīng)用多重火花間隙的直流斷路器完整回路。
　　最后，針對(duì)以上關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，開展了火花間隙不同金屬電極材料的燒蝕實(shí)驗(yàn)，以及燒蝕的極限測(cè)試實(shí)驗(yàn)；使用三維顯微鏡觀測(cè)了電極燒蝕痕跡，觀測(cè)了平板型電極極間放電電弧的運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)平板型電極進(jìn)行了電場(chǎng)仿真