【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中压气体开关柜，尤其是一种sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法。
技术介绍
1、以往在中压气体开关柜领域中一般使用六氟化硫作为灭弧介质，灭弧介质单一。由于六氟化硫具有优异的灭弧能力，在应用过程中动静触头间电弧仅靠在六氟化硫气体中自由燃弧拉长即可完成开断。
2、但随着国家“双碳”目标的提出，多种替代六氟化硫的不同组分的灭弧介质开始逐渐应用到中压气体开关领域。各种不同组分的灭弧介质包括不同比例的六氟化硫与氮气混合气体、不同比例的全氟异丁腈与二氧化碳混合气体、不同比例的全氟异丁腈与氮气混合气体、压缩空气、压缩二氧化碳等气体。目前，气体开关柜中一般采用磁吹式、金属栅片式、压气式等灭弧结构，但各种灭弧结构的具体参数配置相差很大，如磁吹型灭弧结构因磁场结构不同而不同，金属栅片因栅片的数目和栅片间距离而各异。由于大多数不同组分灭弧介质的灭弧能力没有六氟化硫的灭弧能力强，所以需要适配不同的灭弧结构来达到其最佳的灭弧能力。
3、目前缺乏灭弧介质组分与灭弧结构参数的适配方法，不能有效指导灭弧介质组分与灭弧结构的配合使用，也不能满足电力开关行业对目前在用的六氟化硫气体开关柜直接进行环保气体灭弧介质替换的要求。所以急需一种sf6气体环保替代灭弧介质与环网柜灭弧结构的适配方法来为环保替代灭弧介质挑选灭弧结构，或者为一种灭弧结构比较几种不同环保替代灭弧介质的适配度。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题而提出了一种sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，包括以下步骤：
4、步骤1、获得在运行的中压气体环网柜的环网柜工作参数，所述环网柜工作参数包括有功负载电流、额定电压、工作气压、电极运动速度，根据所述环网柜工作参数获得所述在运行的中压气体环网柜在国家标准中规定的有功负载电流开断试验中电源回路的trv参数，所述电源回路的trv参数包括瞬态恢复电压电源回路分量的峰值u和达到峰值时间t；
5、步骤2、针对用于中压气体环网柜的灭弧结构与sf6气体环保替代灭弧介质的不同组合，依次构建每一种用于中压气体环网柜的灭弧结构模型，并根据每种组合中的所述灭弧结构模型和对应组合中的sf6气体环保替代灭弧介质的物性参数建立灭弧室的磁流体动力学模型，然后根据给定燃弧时间进行燃弧阶段表征灭弧室整体开断性能的关键参数分析，获得每种组合的峰值电流下电弧弧柱平均半径rimax和熄弧电压尖峰uxi；根据所述峰值电流下电弧弧柱平均半径rimax和熄弧电压尖峰uxi分别获取峰值电流下电弧弧柱适配系数khz和熄弧电压尖峰适配系数kxh；
6、步骤3、根据所述瞬态恢复电压电源回路分量的峰值u和达到峰值时间t获取每种组合的弧后电流适配系数khhi；判断所述每种组合弧后电流适配系数khhi是否大于等于1，若否，判断所述组合的中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构与所述sf6气体环保替代灭弧介质不能配合使用，若是，执行步骤4；
7、步骤4、根据所述每种组合的峰值电流下电弧弧柱适配系数khz、熄弧电压尖峰适配系数kxh以及弧后电流适配系数khhi获得所述每种组合的sf6气体环保替代介质与所述中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构的适配度系数ks；
8、步骤5、对不同组合中的sf6气体环保替代灭弧介质与所述中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构的适配度系数ks进行排序，使用适配度系数对各种组合配合使用的环网柜进行开断能力比较，获得适配度系数最大的sf6气体环保替代灭弧介质与所述中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构的组合。
9、进一步地，根据所述瞬态恢复电压电源回路分量的峰值u和达到峰值时间t获取每种组合的弧后电流适配系数khhi过程如下：
10、获取关键参数分析过程中电流过零前设定时间内的电弧电压u和电弧电流ib，计算电弧电导g；
11、根据获取的所述电弧电导g并根据如下公式计算电弧能量扩散的电弧时间常数θ和电弧的能量耗散系数q：
12、
13、根据瞬态恢复电压电源回路分量的峰值u和达到峰值时间t，通过如下公式计算电流过零后标准恢复电压平均上升斜率；
14、
15、根据所述电弧电导g、电弧时间常数θ、能量耗散系数q以及标准恢复电压平均上升斜率，采用如下公式计算燃弧后电流i；
16、
17、并判断电流过零后设定时间内燃弧后电流i是否收敛，若否，弧后电流适配系数khhi＝0，若是，按照设定的规则依次增加电流过零后标准恢复电压平均上升斜率，直至电流过零后在设定时间内燃弧后电流i发散，获取当前的电流过零后恢复电压平均上升斜率与标准恢复电压平均上升斜率的比值m，且令弧后电流适配系数khhi＝m。
18、进一步地，所述sf6气体环保替代介质与所述中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构的适配度系数ks通过如下公式计算：
19、
20、其中λhhi、λhz、λxh分别为弧后电流适配系数、峰值电流下电弧弧柱适配系数、熄弧电压尖峰适配系数三者的权重，s为第s种sf6气体环保替代灭弧介质与中压气体环网柜灭弧结构组合方式，n为所需比较的sf6气体环保替代灭弧介质与中压气体环网柜灭弧结构组合方式的数量。
21、与现有技术比较，本专利技术公开的sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法具有以下有益效果：本专利技术能够快速的判断出sf6气体环保替代灭弧介质与中压气体环网柜灭弧结构的弧后电流适配系数，进而可以根据弧后电流适配系数判别sf6气体环保替代介质与环网柜灭弧结构是否可以配合使用以用于中压气体环网柜的灭弧；同时能够根据灭弧结构的适配度系数获得sf6气体环保替代介质与环网柜灭弧结构的灭弧能力，进而有效的指导了环保灭弧介质组分与环网柜灭弧结构的配合使用，满足为目前在投运的六氟化硫气体环网柜进行环保替代灭弧介质直接替换的行业要求。
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1.一种SF6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的SF6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，其特征在于：根据所述瞬态恢复电压电源回路分量的峰值U和达到峰值时间t获取每种组合的弧后电流适配系数khhI过程如下：
3.根据权利要求1或2所述的SF6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，其特征在于：所述SF6气体环保替代介质与所述中压气体环网柜灭弧室的灭弧结构的适配度系数Ks通过如下公式计算：
【技术特征摘要】
1.一种sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的sf6替代灭弧介质与中压环网柜灭弧结构的适配方法，其特征在于：根据所述瞬态恢复电压电源回路分量的峰值u和达到峰值时间t获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永兴，张立范，董恩源，张立岩，黄智慧，邹积岩，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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