本实用新型专利技术提供一种开断容量为50kA的363kV罐式断路器，所述363kV罐式断路器由LW13-363/Q4000-40型断路器的套管、绝缘支撑台、绝缘拉杆装配、机构、传动部件和断路器罐体，以及LW13-363/Q4000-50型断路器的动弧触头装配、静弧触头装配、拐臂、喷口和电容器搭配组装而成。本实用新型专利技术是针对多种不同的三相LW13-363/Q4000-40断路器，通过科学的流程步骤进行反复试验，获得的一套最简单有效、节省时间，且能够确保安全的增容改造方案。本实用新型专利技术针对三相LW13-363/Q4000-40断路器进行的增容改造将会产生不可估量的经济效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种开断容量为50kA的363kV罐式断路器。
技术介绍
早期断路器产品加工、检测手段相对落后，LW13-363/Q4000型断路器按50kA图纸生产后未能通过50kA型式试验，经分析后更改部分零部件工艺，降容为40kA使用。对于LW13-363/Q4000型断路器的增容改造研究，国内外并无系统、完整的研究方案。以往增容改造多采用两种办法整体更换新型断路器，或根据现场大修经验直接更换部分存在实际尺寸差异的零部件。 由于更换零部件的增容改造工作均是以原设备实际工况为基础的，而运行中断路器设备各个部件受到运行时间与动作次数的影响，存在不同程度的磨损和老化，直接更换部分零部件的改造方案没有进行相应计算、分析与必要的试验验证，无法确定由新老零件装配组合后的断路器灭弧室电场、气流场等是否产生畸变，从而影响断路器的性能，也未在国家高压电器质量监督检验中心对断路器进行必要的验证性型式试验，存在技术风险，因此增容改造工作一直无法有效进行。而由于每台断路器价格均在百万以上，整体更换耗资巨大，如果能有效进行增容改造将会产生不可估量的经济效果。因此，如何能简单有效、省时地进行增容改造，并能确保运行安全，是本领域研究者梦寐以求的目标。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本专利技术者通过大量的科学实验反复验证，提供了一种将LW13-363/Q4000型断路器改造为开断容量为50kA的363kV罐式断路器的方案，该方案简单有效、省时，并能确保运行安全。本技术提供的开断容量为50kA的363kV罐式断路器，所述363kV罐式断路器是由LW13-363/Q4000-40型断路器的套管、绝缘支撑台、绝缘拉杆装配、机构、传动部件、断路器罐体，以及LW13-363/Q4000-50型断路器的动弧触头装配、静弧触头装配、拐臂、喷口和电容器搭配组装而成。进一步，所述LW13-363/Q4000-40型断路器罐体还包括其相关二次部件。罐体相关二次部件具体是指继电器、压力开关、空气开关、转换开关、电阻、操作把手和分合闸线圈。本技术首次提出一套针对LW13-363/Q4000-40型罐式断路器的、经过分析对比与试验验证而定型的现场增容技术改造方案，该方案综合考虑了在运设备实际运行工况与产品图纸存在差异、相关零部件变化对断路器整体性能的影响及现场实施增容改造的条件，实现了原型断路器开断能力从40kA增容到50kA并安全运行的目标。本技术的改造方案是依据以下步骤的实践得到的(如图I流程图所示)步骤I :选取长时间运行的三相LW13-363/Q4000-40型断路器作为试品，其动作次数为200余次(动作次数少)、600余次(动作次数中)、1000余次(动作次数多)。将三相断路器灭弧室拆解成最小零件。步骤2 :对步骤I拆解得到的最小零件尺寸进行测量与复核，依据企业生产标准判断零件尺寸变化是否超出零件设计图纸公差范围，公差范围为±0. 5_，将超出公差范围的零件归入需要更换之列。此步骤测量的灭弧室零部件类型包括喷口、静弧触头、动弧触头、静主触头、动主触头、压气缸、活塞、活塞杆、喷口座、中间触头座、中间触头和气缸座。步骤3 :根据步骤2测量得到的尺寸有变化但未超出公差范围的灭弧室零部件尺寸与因超出公差范围而更换为标准50kA断路器新零部件尺寸，及其余未更换零件尺寸一起建立灭弧室模型，分别用Ansoft Maxwell和Fluent软件对模型进行静电场与气流场仿真计算。步骤4 :将步骤3中计算所得结果与设计图纸中标准50kA断路器灭弧室模型的电场、气流场仿真计算结果进行对比，找出引起步骤3中电场与气流场畸变的零部件(超出标 准50kA模型中电场与气流场值3%视为畸变)。经检测，动弧触头、静弧触头与拐臂尺寸变化超过标准图纸公差范围，判废弃用。(2)根据测量得到的尺寸有变化但未超出公差范围的灭弧室零件尺寸，分型建立灭弧室模型，用Ansoft Maxwell和Fluent软件对模型进行静电场与气流场仿真计算,将计算所得结果与设计图纸中标准50kA断路器灭弧室零件尺寸模型的电场与气流场仿真计算结果进行对比，找出引起电场与气流场畸变的零部件，使用Ansoft Maxwell软件分别建立各个状态下断路器灭弧室的静态电场模型，完善模型之后赋予相应元件材料属性，并加上边界条件以及激励源，根据需要指定求解参数，然后设定求解规范并剖分网格，系统自适应求解，最后将求解结果通过后处理器显示出来，或者通过场计算器将不能直接得到图形的数据提取出来。图3、图4为断路器闭合时和断开时灭弧室电场仿真模型示意图。使用Fluent进行气流场仿真的流程如图5所示气流场计算模型是根据断路器的具体参数建立的，并且对模型进行了科学的简化和细化。首先，除去了对断路器的动静屏蔽罩，因为开断过程中气流基本无影响；其次，由于断路器的结构是完全轴对称的，因此采用二维计算就可以知道断路器内部的气流分布情况，并且因为其剖面是一个轴对称图形，故只用建立其一侧的模型即可；最后，方案中采用动网格模型，在网格的划分上主要采用三角形网格平铺(Tri/Pave)。图6是建立的计算气流场的断路器模型示意图。通过对静态电场与气流场计算结果的对比分析动屏蔽罩与主屏蔽罩的最大电场变化超过标准模型的3 %，断路器喷口喉部的气流场马赫数变化超过标准模型的3 %。对动屏蔽罩、主屏蔽罩与喷口判废弃用。(3)综合改造现场技术条件，考虑到现场作业空间有限、作业洁净度较差(断路器灭弧室装配洁净度要求为每立方米中颗粒尺寸超过O. 5 μ m的灰尘颗粒数目不超过3. 5*107个，颗粒尺寸超过5 μ m的灰尘颗粒数目不超过2. 5*105个)、无法开展零部件深度拆解。初步确定增容改造方案为更换原断路器灭弧室内部动弧触头装配、静弧触头装配、喷口装配、动屏蔽罩、主屏蔽罩与拐臂为标准50kA图纸零部件，其余零部件采用断路器原有零部件，组装成断路器试品。按照上述方案建立断路器灭弧室静态电场与气流场仿真模型，并与标准尺寸建立的灭弧室静态电场与气流场仿真模型进行对比。静态电场与气流场对比变化不超过3%。(4)根据初步增容改造方案制作样机，对样机在国家高压电器质量监督检验中心对断路器进行验证性型式试验，试验标准参照GB 1984-2003。(5)试验样机未通过出线端短路开断能力试验TlOOa与TlOOs试验。分析失败原因样机模型的电场与气流场仿真整体结果不超过标准值3%，但各部分零部件仿真结果差异的叠加可能影响断路器整体的开断性能，国内外并无关于此方面的深入研究；考虑到改造现场作业空间有限，工棚面积不超过3m*4m，且部分零部件采用特殊装配工艺，现场无法将零部件进行深度拆解检查，可能存在部分不合格零部件未更换的情况。(6)综合考虑现场增容改造条件，为了进一步消除可能引起电场与气流场仿真结果差异，降低改造现场作业难度，提高改造可靠性，将增容改造方案调整为断路器原有的套管、绝缘支撑台、绝缘拉杆装配、机构、传动部件、罐体及相关二次部件保留，其余零部件依照企业生产标准在生产车间组装成主部件装配形式，拉至现场进行整组更换。(7)根据改进后的方案建立断路器灭弧室静态电场与气流场仿真模型，并与标准 尺寸建立的灭弧室静态电场与气流场仿真本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种开断容量为50kA的363kV罐式断路器，其特征在于，所述363kV罐式断路器由LW13？363/Q4000？40型断路器的套管、绝缘支撑台、绝缘拉杆装配、机构、传动部件和断路器罐体，以及LW13？363/Q4000？50型断路器的动弧触头装配、静弧触头装配、拐臂、喷口和电容器搭配组装而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨韧，汪金星，李旭，菅永峰，詹世强，卢鹏，
申请(专利权)人：陕西电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：
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