高海拔微型断路器分断性能的数值仿真分析及应用
2022-06-08杨文强张蓬鹤张保亮
电测与仪表 2022年6期
杨文强,张蓬鹤,2,张保亮,2
(1.中国电力科学研究院有限公司,北京 100192;2.西藏羊八井高海拔电气安全与电磁环境国家野外科学观测研究站,拉萨 851517)
0 引 言
微型断路器发生短路故障时产生大电流,由电磁脱扣器瞬时分断在内部引起高能量的电弧,对断路器本体造成巨大危害,且大电流对电力系统产生热效应和电动力效应,易引发系统故障和电气火灾。微型断路器内以空气为介质,高海拔环境下,电子平均自由行程加长,碰撞分子产生新电子的概率加大,且空气传热能力下降,电弧冷却速度下降,加大了灭弧难度,大电流危害增加。目前国家标准《特殊环境条件高原电工电子产品第1部分:通用技术要求》和《特殊环境条件高原用低压电器技术要求》只定性指出高海拔环境下断路器分断性能下降,没有给出具体的修正方法。文献[1]在断路器工作电压与分断性能二次拟合函数中引入工作电压海拔降低系数,综合得到海拔高度、电压以及分断性能三者的关系。文献[2-6]探讨了包括大电流、功率因数、合闸角度、触点开距和电弧电压的状态参数对开关电器电弧能量的影响。国外学者也研究了高海拔地区具有的自然气候条件对电气设备的使用与绝缘性能的影响[7-8]。尚没有针对高海拔环境下断路器大电流分断过程中燃弧能量、焦耳积分和峰值电流带来危害的全面评估的研究。文献[9]由断路器触头分离前的电流和导体压降波形计算附加回路阻抗值,再结合燃弧阶段的电流值消除断路器内部导电回路压降。……
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