一种基于多维度分析的真空灭弧室设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多维度分析的真空灭弧室设计方法，包括：分别对西门子单节瓷壳灭弧室、西门子双节瓷壳灭弧室、宝光股份单节瓷壳灭弧室和宝光股份双节瓷壳灭弧室进行电场计算，并通过施加电压分别进行灭弧室电场仿真；根据电场计算结果和仿真结果从选取真空灭弧室，并通过计算参数对真空灭弧室进行总装设计；设置限值，对真空灭弧室进行X射线试验，若试验结果不满足限值要求，则调节辐射仪器的读数，直至满足要求；本发明专利技术从电场分析、材料性能分析、波纹管寿命分析、工艺性能分析等多个维度进行分析，为真空灭弧室设计提供依据，设计的真空灭弧室满足高技术性能要求。的真空灭弧室满足高技术性能要求。的真空灭弧室满足高技术性能要求。

A design method of vacuum interrupter based on multi-dimensional analysis

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维度分析的真空灭弧室设计方法


[0001]本专利技术涉及真空灭弧室的
，尤其涉及一种基于多维度分析的真空灭弧室设计方法。

技术介绍

[0002]基于换流变压器因极高的可靠性及高技术性能要求，对真空灭弧室的设计与制造提出了更高的要求。
[0003]从产品电寿命、机械寿命、型式试验等方面分析，真空灭弧室的开发存在以下几方面设计难点：难点1：额定电压6kV、额定电流1300A条件下，电寿命要求高达36万次。难点2：额定开距5.5mm下的机械寿命要求高达150万次，且机械寿命试验条件苛刻1次/5s。难点3：型式试验条件严苛，试验难度巨大。产品因长的电寿命、长的机械寿命，苛刻的型式试验条件及产品使用场合的特殊性，对真空灭弧室的可靠性要求极高。产品从结构设计、性能参数、材料特性、工艺保障等多方面有待突破。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，包括：分别对西门子单节瓷壳灭弧室、西门子双节瓷壳灭弧室、宝光股份单节瓷壳灭弧室和宝光股份双节瓷壳灭弧室进行电场计算，并通过施加电压分别进行灭弧室电场仿真；根据电场计算结果和仿真结果从选取真空灭弧室，并通过计算参数对真空灭弧室进行总装设计；设置限值，对真空灭弧室进行X射线试验，若试验结果不满足限值要求，则调节辐射仪器的读数，直至满足要求。
[0007]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：电场计算包括：静端加20kV高压时各灭弧室的最强电场和位置分别为：西门子单节瓷壳灭弧室：8.8453e+6V/m，动触头边缘；宝光股份单节瓷壳灭弧室：7.7360e+6V/m，动触头边缘；西门子双节瓷壳灭弧室：1.6024e+7V/m，静瓷封；宝光股份双节瓷壳灭弧室：1.0270e+7V/m，动瓷封；动端加20kV高压时各灭弧室的最强电场和位置分别为：西门子单节瓷壳灭弧室：8.8460e+6V/m，动触头边缘；宝光股份单节瓷壳灭弧室：7.7370e+6V/m，动触头边缘；西门子双节瓷壳灭弧室：1.4648e+7V/m，动瓷封；宝光股份双节瓷壳灭弧室：7.7837e+6V/m，动瓷封。
[0008]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：包括：分别在静端加60kV高压、动端加60kV高压，进行灭弧室电场仿真，获得电场分布。
[0009]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：总装设计包括触头设计、屏蔽系统设计、波纹管设计和瓷壳设计；其中，触头的材质为铜
铬合金，波纹管材料选择316L。
[0010]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：包括：加工工艺：薄壁焊管液压成型。
[0011]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：X射线试验包括：将真空灭弧室安装于试验定位支架，触头分离在规定的最小触头间距且辐射仪器就位，在触头的两端施加额定电压Ur，经过最短15s后，读取辐射仪器的辐射水平；将触头两端的电压升高到额定工频耐受电压Ud，经过最短15s后，读取辐射仪器上的辐射水平。
[0012]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：限值要求包括：真空灭弧室发出的X射线不超过下述限值：在额定电压Ur下1m处的每小时5μSv；在额定工频耐受电压Ud下1m处的每小时150μSv。
[0013]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：包括：辐射仪器的传感元件位于分离的触头平面内且距真空灭弧室最近的外表面1m处。
[0014]作为本专利技术所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的一种优选方案，其中：包括：若试验结果不满足限值要求且电气安全要求辐射仪器位于超过1m的距离处时，根据平方反比法则调节辐射仪器的读数R(1m)，如下式：
[0015]R(1m)＝R(d)
·
d2[0016]其中，R(d)为距离真空灭弧室表面d处测量的辐射水平。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术从电场分析、材料性能分析、波纹管寿命分析、工艺性能分析等多个维度进行分析，为真空灭弧室设计提供依据，设计的真空灭弧室满足高技术性能要求。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0019]图1为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的XMZ
‑
D静端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0020]图2为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的XMZ
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D动端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0021]图3为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的BG
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D静端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0022]图4为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的BG
‑
D动端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0023]图5为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的XMZ
‑
S静端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0024]图6为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的XMZ
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S动端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0025]图7为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的BG
‑
S静端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0026]图8为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的BG
‑
S动端加高压60kV的灭弧室电场仿真结果示意图；
[0027]图9为本专利技术第一个实施例所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法的真空灭弧室X射线辐射仪器的位置示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多维度分析的真空灭弧室设计方法，其特征在于，包括：分别对西门子单节瓷壳灭弧室、西门子双节瓷壳灭弧室、宝光股份单节瓷壳灭弧室和宝光股份双节瓷壳灭弧室进行电场计算，并通过施加电压分别进行灭弧室电场仿真；根据电场计算结果和仿真结果从选取真空灭弧室，并通过计算参数对真空灭弧室进行总装设计；设置限值，对真空灭弧室进行X射线试验，若试验结果不满足限值要求，则调节辐射仪器的读数，直至满足要求。2.如权利要求1所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法，其特征在于，电场计算包括：静端加20kV高压时各灭弧室的最强电场和位置分别为：西门子单节瓷壳灭弧室：8.8453e+6V/m，动触头边缘；宝光股份单节瓷壳灭弧室：7.7360e+6V/m，动触头边缘；西门子双节瓷壳灭弧室：1.6024e+7V/m，静瓷封；宝光股份双节瓷壳灭弧室：1.0270e+7V/m，动瓷封；动端加20kV高压时各灭弧室的最强电场和位置分别为：西门子单节瓷壳灭弧室：8.8460e+6V/m，动触头边缘；宝光股份单节瓷壳灭弧室：7.7370e+6V/m，动触头边缘；西门子双节瓷壳灭弧室：1.4648e+7V/m，动瓷封；宝光股份双节瓷壳灭弧室：7.7837e+6V/m，动瓷封。3.如权利要求2所述的基于多维度分析的真空灭弧室设计方法，其特征在于，包括：分别在静端加60kV高压、动端加60kV高压，进行灭弧室电场仿真，获得电场分布。4.如权利要求2或3所述的基于多维度分析的真空灭弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓军，周海滨，谢志成，刘亚东，严英杰，江秀臣，潘志城，张晋寅，刘青松，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：