新型弧后介质恢复强度测量系统

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.08.009

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 593 ›› Issue (8): 45-51.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.08.009

新型弧后介质恢复强度测量系统

张宗琴¹, 翟小社², 安平³

1.遵义市产品质量检验检测院,贵州遵义 563000
2.西安交通大学,陕西西安 710049
3.上海爱科测试设备有限公司,上海 200063

收稿日期:2020-06-04 出版日期:2020-08-30 发布日期:2020-09-10
作者简介:张宗琴(1969—),女,工程师,主要从事低压电器检测技术研究。|翟小社(1972—),男,高级工程师,博士,主要从事高压检测理论和技术研究。|安平(1976—),男,工程师,主要从事检测装备技术研究。

New Measurement System for Dielectric Recovery after Arc Extinction

ZHANG Zongqin¹, ZHAI Xiaoshe², AN Ping³

1. Zunyi Product Quality Inspection and Testing Institute,Zunyi 563000,China
2. Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China
3. Shanghai Aike Test Equipment Co.,Ltd.,Shanghai 200063,China

Received:2020-06-04 Online:2020-08-30 Published:2020-09-10

摘要/Abstract

摘要：

断路器弧后介质恢复特性的准确测量,能为其开断性能研究和自身优化设计提供依据。基于现有断路器弧后介质恢复特性测量装置及方法,大多采用单点测量或脉冲能量不可控的多点测量方法,难以避免开断过程燃弧的随机性对介质恢复特性或外施脉冲电压对弧后介质恢复特性的影响,缺乏单脉冲能量可控的多点测试技术及装置。提出了一种新型纳秒弧后介质恢复特性测量方法,制作了纳秒脉冲弧后介质恢复强度测量装置,实现了前沿80 ns、脉宽230 ns、幅值最高10 kV、频率最高500 kHz、单脉冲能量最大8 mJ的探测脉冲的输出。经开断实验,验证了装置的可行性,为低压电器介质恢复测量提供了一种更加精确、过程可控的定量分析手段。

关键词: 介质恢复, 开断性能, 能量注入, 纳秒脉冲

Abstract:

The accurate measurement of the dielectric recovery characteristics of the circuit breaker after arc extinction can provide the basis for its breaking performance research and self optimization design.However,most of the existing devices and methods for measuring the dielectric recovery characteristics of circuit breakers adopt single point measurement or multi-point measurement methods with uncontrollable pulse energy.Correspondingly,it is difficult to avoid the influence of the randomness of arc ignition on the dielectric recovery characteristics during the interruption process,or to avoid the impact of external pulse voltage on the dielectric recovery characteristics.There is a lack of multi-point testing technology and equipment with controllable single pulse energy.A new nanosecondmethod for measuring the dielectric recovery characteristics after arc extinction was proposed.According to this method,a nanosecond pulse device for measuring the dielectric recovery strength was designed and manufactured.The device has the following characteristics,80 ns leading edge,230 ns pulse width,max 10 kV amplitude,max 500 kHz frequency,max 8 mJ single pulse energy.The feasibility of the device is verified by breaking experiment,it can provide a more accurate and controllable quantitative analysis method for dielectric recovery measurement of lowvoltage electrical apparatus.

Key words: dielectric recovery, breaking performance, energy injection, nanosecond pulse

中图分类号:

TM561

张宗琴, 翟小社, 安平. 新型弧后介质恢复强度测量系统[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 45-51.

ZHANG Zongqin, ZHAI Xiaoshe, AN Ping. New Measurement System for Dielectric Recovery after Arc Extinction[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 593(8): 45-51.

图/表 14

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参考文献 7

[1]	王学军, 陈德桂. 接触器弧隙介质恢复强度的测试研究[J]. 低压电器, 1997(1):7-11.
[2]	MATSUO T, FUJIMORI H, YANABU S, et al. Insulation recovery characteristics after current interruption by various vacuum interrupter electrodes[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2006,13(1):10-17. doi: 10.1109/TDEI.2006.1593396
[3]	RICH J A, FARRALL G A. Vacuum arc recovery phenomena[J]. Proceedings of the IEEE, 1964,52(11):1293-1301. doi: 10.1109/PROC.1964.3365
[4]	N.C.TaeB, 尚振球. 电器中介质恢复强度的测量[J]. 低压电器, 1981(1):56-57.
[5]	BLUHM H. 脉冲功率技术的原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008.
[6]	谢敏, 马成刚, 丁伯南, 等. 用磁开关产生重复频率多路同步高压脉冲[J]. 强激光与粒子束, 2003,15(6):621-624.
[7]	ROGUSKI A T. Experimental investigation of the dielectric recovery strength between the separating contacts of vacuum circuit breakers[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1989,4(2):1063-1069. doi: 10.1109/61.25587

序号	参数	数值
1	输出电压范围/kV	1~10(连续可调)
2	脉冲上升时间/ns	80
3	脉冲宽度/ns	230
4	测试脉冲频率/kHz	1~500
5	输出能量/mJ	0~8

[1]	张海跟, 舒亮, 游颖敏, 陈冲, 洪邦光. ACB电子控制器关键技术研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 23-28.
[2]	刘永庆, 吴小钊, 杜连杰, 邵志锋. 断路器合闸功率与合闸速度分析计算方法[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 29-32.
[3]	张广智, 蒋顾平, 丁飞. 电子式塑壳断路器后备保护电磁铁设计[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 39-44.
[4]	宋玉帛, 马少华. 机车主断路器储能电容恒流充电控制[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 592(7): 42-45.
[5]	张燕, 王洋. 直流塑壳断路器短接排串联结构探讨[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 589(4): 38-41.
[6]	唐庭, 汪泰宇, 徐朋生, 谢凌峰. 一种塑壳断路器操作机构及受力分析研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 589(4): 47-53.
[7]	张广智, 尹家灿, 赵鹏, 王琬璐. 万能式断路器触头系统电动稳定性的仿真计算[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 589(4): 54-61.
[8]	马龙涛, 戴铭磊. 塑壳断路器操作机构疲劳寿命仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 8-13.
[9]	蒋顾平, 丁飞, 曹健. 小规格双断点塑壳断路器短路分断性能研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 50-54.
[10]	胡刚. 单断点塑壳断路器在UL 489高故障电流试验中的测试分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 59-62.
[11]	周大俊. 低压成套设备内燃弧故障试验解析[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 88-91.
[12]	张莹莹, 沈海鹰. 美国舰用塑壳断路器的鉴定试验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 92-96.
[13]	杨义政, 杨文学, 杨园, 李惠敏. 电弧停滞时间对交流断路器电寿命性能的影响研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 587(2): 15-19.

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New Measurement System for Dielectric Recovery after Arc Extinction

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