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新型环保气体在35 kV断路器中灭弧性能的仿真与实验研究

黄若栋  黄慧红  傅明利  王炜  王邸博  刘静  
【摘要】:高压电力设备中常用的灭弧气体是SF_6,其具有良好的灭弧性能和绝缘强度。但是,SF_6是一种强温室效应的气体,在将来将被逐渐禁用。因此,研究以氟化腈C_4F_7N气体为代表的新型环保气体作为SF_6的替代气体并分析其灭弧性能,成为了近年的热点问题。电流开断是一种复杂的多物理场耦合过程,研究气体电弧的发展规律对提升断路器的开断能力意义重大。文中主要针对SF_6、C_4F_7N/CO_2不同气体介质的燃弧过程进行了仿真,得到C_4F_7N混合气体的温度分布和气压分布与SF_6的差异。通过35 kV断路器开断实验,可以解释断路器开断过程中的相关物理现象,并研究C_4F_7N/CO_2的具体灭弧性能,以判断其对SF_6的实际可替代性。最终结果显示,5%C_4F_7N+6%O_2+89%CO_2混合气体在单次分闸以及重合闸工况下都可以成功开断25 k A的短路电流。

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