SF6/N2混合气体隔离开关的小电流开断特性仿真研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.01.009

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (1): 50-55.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.01.009

SF₆/N₂混合气体隔离开关的小电流开断特性仿真研究

李欣¹, 陈沛龙¹, 朱石剑¹, 欧阳泽宇¹, 钟尧¹, 王邸博²

1.贵州电网有限责任公司电力科学研究院, 贵州贵阳 550002
2.南方电网科学研究院有限责任公司, 广东广州 510000

收稿日期:2024-10-23 出版日期:2025-01-30 发布日期:2025-03-17
作者简介:李欣(1992—),男,工程师,主要从事高压开关设备技术研究。|陈沛龙(1985—),男,高级工程师,主要从事高压电气设备调试与开关设备技术研究。|朱石剑(1993—),男,工程师,主要从事高压开关设备技术研究。
基金资助:
贵州电网有限责任公司科技计划项目(GZKJXM20252057)

Simulation Study on Low Current Interruption Performance of SF₆/N₂ Gas Mixture Disconnector

LI Xin¹, CHEN Peilong¹, ZHU Shijian¹, OUYANG Zeyu¹, ZHONG Yao¹, WANG Dibo²

1. Electric Power Research Institute,Guizhou Power Grid Co.,Ltd., Guiyang 550002, China
2. CSG Electric Power Research Institute Co.,Ltd., Guangzhou 510000, China

Received:2024-10-23 Online:2025-01-30 Published:2025-03-17

摘要/Abstract

摘要：

为验证SF₆/N₂混合气体应用于隔离开关的灭弧可靠性,针对252 kV隔离开关开断母线转移电流过程,建立电弧磁流体动力学(MHD)模型,仿真研究SF₆气体和SF₆/N₂混合气体在不同气体配比、不同开断速度下的燃弧过程。同时建立弧后电击穿评估模型,通过计算电流过零后100 μs内的临界击穿电压,定量研究SF₆/N₂混合气体的浓度、隔离开关的开断速度对灭弧性能的影响规律。研究结果表明,28%SF₆+70%N₂混合气体具有较好的燃弧性能与弧后击穿特性,可以实现对SF₆气体的替代。开断速度的提升能够进一步提升混合气体恢复强度,但对隔离开关操动机构提出更高要求。

关键词: SF₆/N₂混合气体, 隔离开关, 磁流体动力学, 灭弧性能, 开断速度

Abstract:

To verify the reliability of SF₆/N₂ gas mixture applied to the disconnector,in view of the bus-transfer current interruption of 252 kV disconnector,a magneto-hydro-dynamics (MHD) arc model was built to simulate the arc burning process of the SF₆ and SF₆/N₂ mixture under different gas ratios and contact velocities.Meanwhile,a post-arc breakdown evaluation method was proposed by calculating the critical breakdown voltage within 100μs after the current is zero.Then the effect of SF₆/N₂ gas mixture concentration and breaking speed on the arc extinguishing performance was quantitatively studied.The results show that 28%SF₆+70%N₂ gas mixture has good arc burning performance and back-arc breakdown characteristics,which can realize the replacement of SF₆ gas.The increase of the breaking speed can further improve the recovery strength of the mixed gas,but it puts forward higher requirements for the operating mechanism of the disconnector.

Key words: SF₆/N₂ gas mixture, disconnector, magneto-hydro-dynamics (MHD), arc extinguishing performance, breaking speed

中图分类号:

TM564.1

李欣, 陈沛龙, 朱石剑, 欧阳泽宇, 钟尧, 王邸博. SF₆/N₂混合气体隔离开关的小电流开断特性仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(1): 50-55.

LI Xin, CHEN Peilong, ZHU Shijian, OUYANG Zeyu, ZHONG Yao, WANG Dibo. Simulation Study on Low Current Interruption Performance of SF₆/N₂ Gas Mixture Disconnector[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(1): 50-55.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 20

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SF₆/N₂混合气体隔离开关的小电流开断特性仿真研究

Simulation Study on Low Current Interruption Performance of SF₆/N₂ Gas Mixture Disconnector

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