基于电磁斥力机构的10kV快速真空开关  被引量:117

10kV High Speed Vacuum Switch With Electromagnetic Repulsion Mechanism

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作  者:王子建[1] 何俊佳[1] 尹小根[1] 陆佳政[2] 惠东[3] 张汉明[1] 

机构地区:[1]华中科技大学电气与电子工程学院,武汉430074 [2]湖南省电力试验研究院,长沙410007 [3]中国电力科学研究院,北京100085

出  处:《电工技术学报》2009年第11期68-75,共8页Transactions of China Electrotechnical Society

摘  要:在合理简化的基础上,利用有限元方法建立了电磁斥力机构场路耦合瞬态动力学特性分析的二维有限元模型。为了验证仿真模型的正确性,建立了简化的实验验证模型,并在不同储能电压下对验证模型的放电电流以及满行程时间进行了实际测量,测量结果验证了仿真模型的正确性。在此基础上,就金属盘、分闸线圈的结构参数以及储能电容的容量对电磁斥力的影响进行了仿真分析,得出了一般性的设计指导原则。另外,为了进一步提高快速开关的分闸速度,提出了在线圈周围加装导磁材料以及利用脉冲成形网络作为其放电回路的方法,利用仿真模型对其效果进行了仿真分析。最后利用12kV-40kA-2500A真空开关管、双向电磁斥力机构以及可倒翻碟簧双稳机构研制了10kV快速真空开关样机,实测其固有分闸时间为0.5ms,满行程时间为1.6ms。A two dimensional(2D)finite element model is applied to analyze the dynamic characteristics of the electromagnetic repulsion mechanism. In order to verify the validity of the simulation results, a simplified electromagnetic repulsion mechanism is established. The discharge current and the contact time between metal tie rod and cushioning device are measured. A good agreement between the measurements and the simulation results is obtained. Detailed investigations are performed by simulation regarding the impacts of various structure parameters and capacity of energy storage capacitor on the dynamic characteristics of the electromagnetic repulsion mechanism. Two methods are put forward for increasing the opening velocity of the switch. Based on the simulation results, a 10kV-40kA-2500A high speed switch prototype with an electromagnetic repulsion mechanism and a disk spring mechanism is developed. It can open within 0.5 ms from the trip signal, and the travel time is 1.6ms.

关 键 词:电磁斥力机构 快速开关 动态特性 有限元法 脉冲成形网络 

分 类 号:TM561[电气工程—电器]

 

参考文献:

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二级参考文献:

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引证文献:

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