电气讲义(发电机灭磁)(3)

2025-06-25

(在上图中,灭磁前Ik=3000A,Uk=0,IRv=0;大约在75ms跳开关,Uk带领UL快速上升,当Uk≥2000V时,换流成功,Ik=0,IRv=3000A,Uk=1500V基本不变,充分显示了氧化锌灭磁电阻的稳压特点,使得灭磁电流按照线性快速衰减,整个灭磁时间1.2秒,灭磁能量按照电压乘以电流再乘以时间,得出焦耳数量)

(在上图中,灭磁前Ik=300A,Uk=0,IRv=0;大约在80ms跳开关,Uk和UL快速上升,当

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Uk≥1400V时,换流成功,Ik=0,IRv=300A,Uk=1100V,灭磁时间170ms,这是一个小电流下的灭磁录波)

上面这三个灭磁录波,是安徽时代科聚电气有限公司试验法国CEX98-2560-4.1(4个灭弧断口,配4个灭磁罩)的灭磁波形,这显然是带着灭磁电阻的灭磁录波,而真真试验灭磁开关的弧压,必须去掉灭磁电阻才行,这里将RV用红色框起来,表示下面的回路中没有这个灭磁电阻。

利用上面这个电感回路进行灭磁试验,就能够得到我们在开关选型中需要的开关弧压参数,安徽科聚公司提供了两个录波图,如下图所示。

(在上图中,跳开关前Ik=1450A,Uk=0;大约在40ms跳开关,Ik快速下降,而Uk快速上升,测得开关弧压为3250V)

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(在上图中,跳开关前Ik=1700A,Uk=0;大约在40ms跳开关,测得开关弧压为4400V) 总结上述两个录波,我们得到CEX98-2560-4.1的开关弧压有两个,如果科聚公司再进行同样参数的开关弧压试验,我们就会得到四个不同的弧压值,因为弧压的分散性较大,它与下列因素有关:

1、首先与开关结构有关,如灭弧罩结构(尺寸、长弧短弧、栅片数目等)、吹弧措施(气吹、磁吹)、引弧系统。

2、其次与电流大小有关,特别是用吹弧线圈磁吹时(如CEX开关),电流太小使吹弧磁场过弱,导致弧压降低;但有的开关(如DM4)在电流过大时弧压也会降低。 3、最后与回路电感有关,回路电感太小使感应电势减小,弧压也会降低。 4、电弧具有随机性,以上条件不变时,弧压也会有变化。

那么,如何决定CEX98-2560-4.1的开关弧压呢?本人将继续在以后的灭磁技术讲座中进行专题分析,现在首先祝广大读者新年愉快,身体健康。

最后告诉大家的是,安徽科聚公司是我国目前进行灭磁开关试验最有经验的科研单位,依托中科院合肥等离子体研究院,成功进行了许多灭磁开关的弧压试验,是我们委托灭磁开关试验的首选科研单位,我们应该感谢他们的辛勤劳动。

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(安徽科聚公司,除了有一批优秀的灭磁专家外,还有一个我国目前最大的电感,可以进行所有灭磁试验,他们的氧化锌灭磁电阻都要利用这个电感进行1:1灭磁试验后才能出厂,可以使广大用户更加放心)

如何进行和分析灭磁开关弧压试验(灭磁讲座之四)

正如前文所述,灭磁开关弧压试验不是在具有灭磁电阻的回路中进行的,否者所测得的开关弧压受到灭磁电阻残压限制。安徽时代科聚公司采用如下开关弧压试验电路图,这里,U是试验电源电压;R和L表示大电感负载参数,QF是试验中的灭磁开关,QF1、QF2、QF3表示这个QF有三个断口,用了三个分压电阻来测量这三个断口的开关弧压,Uk是开关总弧压;Ik是利用分流器来测量开关电流,而所谓分流器实际上就是串联在回路中的毫欧姆级的铜电阻;K是试验电源开关,也是后备灭磁开关,只有当QF拒动或者发生灭磁失败才启动K,保护人身和试验设备安全。

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开关弧压试验的大致步骤如下:预先设定的R和L参数,合上K和QF,调节U使Ik上升到预定值后,跳开QF,用试验仪器自动记录Ik和Uk,然后分析并确定灭磁开关的弧压试验值。

正如前文所提供的CEX98-2560-4.1开关弧压数据那样,每次进行的弧压试验值具有分散性,因此,我们有必要总结一套科学的弧压波形分析方法,进而确定开关弧压值。 我们首先来分析CEX98-2560-4.1两次弧压试验波形。这里以Ik=1700A的弧压波形为基础,然后手动将Ik=1450A的弧压波形叠加上去。显然,我们不能说这个开关的弧压是3250V或4400V。如果将试验电流增加到2560A或者更高,假设最高弧压与试验电流的关系是线性的,则开关弧压将达到8650V或更高,这显然也是错误的,因为弧压不仅具有分散性,还具有非线性特征。

在下面的波形中,我们将Ukmax与Umax的比值,成为过电压倍数。显然,Ukmax高出Umax部分,就是电感负载反向感应电势部分,灭磁开关弧压等于电源电压和负载反向感应电势之和;灭磁开关拉弧建压,就是为了产生转子反向过电压。

既然弧压具有分散性和非线性,那么我们确定开关的弧压首先要明确灭磁开关的应用环境,比如电源额定电压和最大电压、负载额定电流和最大电流,负载的过电压能力等。如果不考虑灭磁开关的应用环境,也得不到这个开关的其他试验资料,我们只能确定

CEX98-2560-4.1开关弧压不低于3000V或大于3000V;如果该开关应用于额定电流附近,那么我们就确定开关的弧压不低于4000V或大于4000V。

事实上,如果我们加大试验电流到额定值附近,我们就会得出一个比较准确的弧压值,此时的弧压波形最高处会出现一小段平坦的地方。弧压波形顶部平坦部位的平均值,就是开关的弧压值。CEX98-2560-4.1两次弧压试验波形顶部没有平坦出现,这是由于灭弧能量太小,以至于开关拉弧减压过程中就消耗掉了整个灭磁能量。

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