基于隔离开关结构和操作特性的电弧放电模型研究与应用

摘要

文中从微观粒子动力学特性出发,以特高压GIS(gas insulated switchgear,GIS)隔离开关为研究对象,建立隔离开关SF_(6)放电数学模型,分析气室结构和操作特性对电弧电阻的影响,计算得到隔离开关操作下触头间隙多次重复击穿VFTO全波频暂态特性,并与实测波形进行对比,结果表明:隔离开关电弧放电模型受触头间隙电场结构及操作速度影响,当间隙距离由1 cm上升至9 cm时,流注发展时间由10.32 ns上升至90.22 ns,电弧电阻最大下降速率与燃弧电阻至分别由1.17×10;Ω/ns和0.71Ω增大至9.36×10;Ω/ns和20.22Ω;以分闸操作为例,对比分析多次重击穿下的VFTO仿真波形与实测波形,二者击穿次数,残余电压,最大幅值,以及波形陡度等参数基本一致,误差在1.36%~9.98%之间,单次击穿波形在6.8、19.6 MHz和33.2 MHz频率段上的电压分量具有较高的吻合度。隔离开关电弧放电模型能够充分考虑隔离开关气室结构和操作特性等因素,更好的指导隔离开关工程设计需求。