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高壓直流系統(tǒng)以其經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可調(diào)理性等優(yōu)勢，在諸多輸電范疇具有杰出的開展前景，依據(jù)換流原理的高壓直流開斷辦法，通過在斷口疊加反向的高頻電流，使電弧電流過零后停息，是高壓直流開斷的有用辦法之一。
經(jīng)典研討認為高壓戶內(nèi)外真空斷路器開斷電流的極限在于其電流改變率di/dt，有學(xué)者通過多種換流支路參數(shù)進行實驗并得出結(jié)論：依據(jù)換流原理的高壓戶內(nèi)外真空斷路器的開斷極限由所開斷的電流值和換流時刻抉擇。
有學(xué)者使用CMOS高速攝像機觀測了依據(jù)換流原理的高壓真空直流開斷進程中電弧的形狀及轉(zhuǎn)移進程，結(jié)果表明當(dāng)注入平等的電弧能量，換流頻率挑選較低時，電流轉(zhuǎn)移時刻變長，電弧形狀演化較慢，有利于電弧停息后電極空隙介質(zhì)絕緣強度的恢復(fù)。但在開斷數(shù)十kA的大電流時，電極急劇加熱，在電極空隙將產(chǎn)生更多的金屬蒸氣和離子，相比電流轉(zhuǎn)移時刻的影響，電流零點時刻的粒子密度更大程度上取決于開斷電流的大小。
現(xiàn)在依據(jù)換流原理的高壓直流真空開斷研討較多，但缺少換流投入時刻、換流時刻與最小安全開距等換流參數(shù)的概念及細節(jié)的深究，結(jié)論也缺少足夠的論證。
跟著快速操動安排的開展，機械式斷路器現(xiàn)已可以完成快速開斷，技術(shù)更加老練。依據(jù)換流原理的機械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器，其換流時刻與最小安全開距的合作是抉擇開關(guān)能否成功開斷的關(guān)鍵，最小安全開距是機械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器設(shè)計的重要參閱依據(jù)。此外，某種意義上可以認為換流時刻和最小安全開距是抉擇電弧停息后兩電極間的介質(zhì)恢復(fù)強度的關(guān)鍵因素之一。
換流時刻與換流電流幅值及電弧電流過零前電流改變率相關(guān)，二階微分方程無法解出含動態(tài)真空電弧特征的開斷進程。大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研討院的研討人員，以依據(jù)換流原理的機械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器為研討布景，界說并剖析了換流時刻、換流時刻、換流比等換流參數(shù)以及它們與最小安全開距的聯(lián)絡(luò)，通過直流開斷實驗剖析不同換流參數(shù)對開斷功能的影響。
圖1 依據(jù)換流原理的機械式高壓戶內(nèi)外真空斷路器的底子結(jié)構(gòu)
圖2 直流開斷實驗回路
研討人員最終得出以下結(jié)論：
1）換流時刻挑選過早會導(dǎo)致電弧因觸頭開距缺少而重燃，實驗條件下，換流頻率3kHz，開斷5kA直流電流，換流時刻最早約為0.193ms，最小安全開距約為0.60mm。
2）當(dāng)換流頻率和換流比一守時，跟著開斷電流幅值的增大，換流時刻不變，斷口恢復(fù)電壓增大而介質(zhì)恢復(fù)強度較低，對最小安全開距的要求近似呈線性增加。
3）當(dāng)換流比相一同，跟著換流頻率的增加，換流時刻顯著縮短，加重開斷負擔(dān)。此時最小安全開距與換流電容預(yù)充電壓及斷口恢復(fù)電壓相關(guān)。
4）當(dāng)換流頻率相一同，跟著換流比的增加，對最小安全開距有更高的要求。
