[发明专利]一种多断口真空断路器动态电荷补偿的自均压控制方法

说明书

一种多断口真空断路器动态电荷补偿的自均压控制方法，通过真空灭弧室主屏蔽罩中封环处上下连接均压电容，实现真空灭弧室主屏蔽罩吸附电荷参与抵消触头间隙的弧后不平衡电荷，进而补偿触头间隙弧后不平衡电荷引起的动态电压分布不均，实现对暂态恢复电压(TRV)稳定阶段的动态自均压。引入控制开关S1和S2，通过实时检测判断，控制S1和S2间断导通实现TRV不同阶段实时动态电荷补偿的动态自均压控制，获得实时动态自均压效果，可大幅改善多断口真空断路器的动态电压分布均匀性，进而最大程度发挥各个断口的开断能力，提升多断口真空断路器整体开断能力。

技术领域

本发明属于真空断路器领域，具体涉及一种多断口真空断路器动态电荷补偿的自均压控制方法。

背景技术

目前真空断路器在中压领域广泛应用，单断口真空断路器由于真空间隙击穿电压与间隙距离之间存在饱和效应的限制，其电压等级一般低于145kV，为实现363kV及以上电压等级需采用多个单断口真空灭弧室进行串联构成多断口真空断路器，但多断口真空断路器由于杂散电容的存在造成各个串联断口电压分布不均匀，静态电压分布一般采用等效电容参数构成的等值电路分析，传统的方式是在各个断口间并联电容或阻容作为均压元件实现各个断口静态均压。

多断口真空断路器开断过程中的动态电压分布除了受上述等值电路影响外，由于各个断口非同期型和电弧发展的随机性，触头间隙零区及弧后特性不一致引起弧后电荷不相等，而断口间的不平衡弧后电荷注入均压电容引起动态电压差，造成动态电压分布不均匀，传统方式通过非同期协同控制方式和磁场调控方法由于电弧发展的随机性无法精确控制和消除不平衡弧后电荷引起的动态电压差。目前大连理工大学的双断口真空断路器最佳间隙配合控制方法(CN 104465210 A)专利，通过控制各个断口的真空间隙大小实现弧后电荷的控制，进而实现动态电压分布与介质恢复的协同配合。该方式对控制精度要求高、且各个断口异步操动、无法从根本上消除不平衡电荷。由于存在此不平衡电荷造成多断口真空断路器动态电压分布不均匀，尤其在暂态恢复电压作用下容易造成承受电压高的真空灭弧室先击穿导致多断口真空断路器开断失败。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提出一种多断口真空断路器动态电荷补偿的自均压控制方法，在真空灭弧室中封环处上下连接均压电容，进而可以通过真空灭弧室主屏蔽罩吸附电荷参与抵消触头间隙弧后不平衡电荷，消除或抵消不平衡电荷引起的动态电压分布不均，实现TRV不同阶段实时动态自均压，提升多断口真空断路器的开断能力。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于40.5kV以上电压等级的商用真空灭弧室VI1为开断部件，在真空灭弧室VI1的主屏蔽罩中封环12处串联连接均压电容11和13，真空灭弧室内部静触头4和动触头6构成真空触头间隙，中封环与真空灭弧室主屏蔽罩5相连接，两个均压电容11和13串联整体并联于真空灭弧室VI1两端，这样可以为主屏蔽罩电荷通过均压电容13输入或输出到真空触头间隙，上述构成的单元为M1。

进一步，真空灭弧室VI2均压电容14和16与上述配置方式相同，构成单元M2，依次类推可以获得M3、M4……。为实现更高电压等级，采用多个单元串联串联可以构成多断口真空断路器。

进一步，上述单元M1的均压电容11和13可以为主屏蔽罩实现均压，同时串联在一起可以作为真空灭弧室VI1断口的均压电容，获得传统并联均压电容的静态均压效果，但动态自均压需要考虑引入触头间隙弧后不平衡电荷和主屏蔽罩12吸附电荷的影响。