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高壓直流系統(tǒng)以其經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可調(diào)理性等優(yōu)勢，在諸多輸電范疇具有杰出的發(fā)展前景，根據(jù)換流原理的高壓直流開斷辦法，經(jīng)過在斷口疊加反向的高頻電流，使電弧電流過零后平息，是高壓直流開斷的有效方法之一。
經(jīng)典研討以為高壓戶內(nèi)外真空斷路器開斷電流的極限在于其電流改變率di/dt，有學(xué)者經(jīng)過多種換流支路參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)并得出定論：根據(jù)換流原理的高壓戶內(nèi)外真空斷路器的開斷極限由所開斷的電流值和換流時(shí)間決議。
有學(xué)者使用CMOS高速攝像機(jī)觀測了根據(jù)換流原理的高壓真空直流開斷過程中電弧的形狀及搬運(yùn)過程，結(jié)果表明當(dāng)注入平等的電弧能量，換流頻率挑選較低時(shí)，電流搬運(yùn)時(shí)間變長，電弧形狀演化較慢，有利于電弧平息后電極空隙介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的康復(fù)。但在開斷數(shù)十kA的大電流時(shí)，電極急劇加熱，在電極空隙將發(fā)生更多的金屬蒸氣和離子，相比電流搬運(yùn)時(shí)間的影響，電流零點(diǎn)時(shí)間的粒子密度更大程度上取決于開斷電流的巨細(xì)。
現(xiàn)在根據(jù)換流原理的高壓直流真空開斷研討較多，但短少換流投入時(shí)間、換流時(shí)間與最小安全開距等換流參數(shù)的概念及細(xì)節(jié)的深究，定論也短少足夠的論證。
跟著快速操動(dòng)組織的發(fā)展，機(jī)械式斷路器現(xiàn)已可以完成快速開斷，技術(shù)更加老練。根據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器，其換流時(shí)間與最小安全開距的合作是決議開關(guān)能否成功開斷的關(guān)鍵，最小安全開距是機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器設(shè)計(jì)的重要參閱依據(jù)。此外，某種意義上可以以為換流時(shí)間和最小安全開距是決議電弧平息后兩電極間的介質(zhì)康復(fù)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一。
換流時(shí)間與換流電流幅值及電弧電流過零前電流改變率相關(guān)，二階微分方程無法解出含動(dòng)態(tài)真空電弧特征的開斷過程。大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研討院的研討人員，以根據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器為研討背景，界說并剖析了換流時(shí)間、換流時(shí)間、換流比等換流參數(shù)以及它們與最小安全開距的聯(lián)系，經(jīng)過直流開斷試驗(yàn)剖析不同換流參數(shù)對(duì)開斷性能的影響。
圖1 根據(jù)換流原理的機(jī)械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器的根本結(jié)構(gòu)
圖2 直流開斷試驗(yàn)回路
研討人員最終得出以下定論：
1）換流時(shí)間挑選過早會(huì)導(dǎo)致電弧因觸頭開距缺乏而重燃，試驗(yàn)條件下，換流頻率3kHz，開斷5kA直流電流，換流時(shí)間最早約為0.193ms，最小安全開距約為0.60mm。
2）當(dāng)換流頻率和換流比一定時(shí)，跟著開斷電流幅值的增大，換流時(shí)間不變，斷口康復(fù)電壓增大而介質(zhì)康復(fù)強(qiáng)度較低，對(duì)最小安全開距的要求近似呈線性增長。
3）當(dāng)換流比相一起，跟著換流頻率的增加，換流時(shí)間顯著縮短，加重開斷負(fù)擔(dān)。此時(shí)最小安全開距與換流電容預(yù)充電壓及斷口康復(fù)電壓相關(guān)。
4）當(dāng)換流頻率相一起，跟著換流比的增加，對(duì)最小安全開距有更高的要求。
