磁场断路器的弧压时试验(发表).doc
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1、磁场断路器的弧压试验夏维珞 符仲恩 宣自平 李自淳(中国科学院等离子体物理所科聚公司,安徽 合肥 230031)摘 要 本文阐述了磁场断路器弧压试验的必要性、试验方法、试验情况和结论,提供大量真实的试验数据和录波图。关键词 磁场断路器;弧压;试验1 前言发电机的灭磁系统有如汽车的制动系统,对主机的安全运行至关重要。灭磁开关是灭磁系统中的关键部件之一。过去的灭磁开关(如DM2型自动灭磁开关)靠自身的栅片来吸收磁能,故栅片烧损严重,维护工作量大,不能频繁动作,不能满足大、中型发电机灭磁的需要,已经趋于淘汰。目前国内外广泛采用的是移能型灭磁开关,叫做磁场断路器。它在灭磁时将励磁电流及磁场能量迅速转移
2、到灭磁电阻中衰耗,本身基本不吸收能量。根据有关资料分析1,决定磁场断路器移能开断能力的重要参数是其断口弧压及建压速度 图1 开关弧压试验电路图。一般产品说明书提供“额定最大遮断电压或断流弧压”,由于该参数定义不太明确(有的说明书称为“最大分断电压”或其他),弧压的分散性又很大,各制造单位取值的标准不同,所以说明书数据只能供参考,不完全反映真实弧压的可比性能。另外,有的用作磁场断路器的交流开关利用交流电流过零熄弧,原本对弧压没有要求,说明书上根本没标出弧压数据。为此,我们利用中科院等离子体物理研究所11大电流开断实验设备对部分交直流开关进行了直流开断试验,实测其弧压数据。2 试验电路及步骤试验电
3、路如图1所示。图中U为可控整流功率电源(短时输出电流50A5kA可调),QF为试品开关的主断口(一般为14个),L为负载电感(储能200MJ,电感量01H可调)。IK为开关电流的分流器输出,UK1UK3为每一个断口弧压的分压器输出,UK为多断口串联总弧压的分压器输出;外加后备保护开关K及过电压保护设备(图中未画出),还有全套计算机测量录波及数据处理系统,组成了国内最大的交直流灭磁实验室。该实验室的配置符合美国标准IEEE/ANSI C37.18的要求2。试验步骤如下:1)按图1接好电路,按要求配置好合适的L和R参数,调试好控制和测量回路。2)合上试品开关QF和后备保护开关K。3)调节整流器U的
4、输出,使IK上升到预定数值。4)启动录波电路,随即分断试品开关QF,并自动延时分断后备保护开关K。5)收集整理采样记录的IK及UK数据。3 试验情况我们在近十年内利用各种机会寻找样机对如下十种开关作了弧压试验。国产开关:DM4、DMX2、DM8、3WE、ABB-F2S;进口开关:ABB-E2N、R.R.-EX74、GE-AMF、UR26、CEX98。其中3WE和ABB-F2S、ABB-E2N三种开关原本是交流开关。试验先后进行了上千次,电流范围为50A5000A。经整理把部分典型试验数据及录波图列于表1。表1 部分典型弧压试验结果断路器型号制造单位说明书标额定最大遮断电压(V)实测最高平均弧压
5、(V)试验电流(A)示波图备注DM4-1600两断口立新电器21500V2300325略2800500略4000325图DM4-1过压保护动作限压限压NOZZZZZZZNOZZNO35001200图DM4-2弧压不稳DMX2-(16004000)两断口科聚电气2800V33003250图2300-1双断口34002100图2300-2双断口1900180图2300-3单断口1700580图2300-4单断口3300900图3500-1双断口DM8G-1000两断口立新电器2500V2200110图DM8-1建压慢1650280略36002730图DM8-2SACEF2S/R2500厦门ABB公
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