SF6断路器强流开断过程灭弧室瞬态压力分布测量

灭弧过程中的气流场分布是决定SF6断路器开断能力的关键，目前对气流场的研究主要采用仿真分析方法，已取得大量研究成果，但缺乏相关试验测量手段的支持和验证。准确的灭弧室瞬态压力测量对校核气流场仿真结果、分析灭弧性能、优化灭弧室结构有着重要的参考价值。但由于在强流开断过程中灭弧室压力特性表现为ms级瞬态压力波，同时测量过程受到高温、高电压、强电流、强电磁场、强机械振动等多重干扰的影响，导致灭弧室喷管等关键部位的压力测量难以实现。本项目拟对SF6断路器强流开断过程中的灭弧室内瞬态压力测量方法进行系统研究，采用振荡回路对真型断路器模型的开断过程进行模拟试验，建立灭弧室瞬态压力试验检测平台，实现对断路器有载开断全过程中压气缸和喷管内部压力分布和压力变化的有效测量，重点解决高温高压隔离、传感方式、瞬态压力波传播特性、测量结果分析和干扰抑制等关键技术瓶颈问题，以期提高我国高压断路器的设计、制造和运行水平。

本项目的研究内容和目标是对SF6断路器强流开断过程中的灭弧室内瞬态压力测量方法进行系统研究，采用振荡回路对真型断路器模型的开断过程进行模拟试验，建立灭弧室瞬态压力试验检测平台，实现对断路器有载开断全过程中压气缸和喷管内部压力分布和压力变化的有效测量，重点解决高温高压隔离、传感方式、瞬态压力波传播特性、测量结果分析和干扰抑制等关键技术瓶颈问题，以期提高我国高压断路器的设计、制造和运行水平。.本项目提出了基于压阻式传感器和带阻尼毕脱管的动态压力测量方法，研究难点在于如何在电弧开断过程中高温、高压、强瞬态电磁环境下准确测量灭弧室内的暂态压力分布，目前取得的主要成果如下:.(1).搭建了激波管模拟实验平台，可测试不同导管结构动态响应特性，建立了毕托管瞬态压力传播模型。.(2).针对SF6断路器灭弧室暂态压力测量的安装问题，基于Bergh-Tijdeman公式研究了不同导管结构的导压特性，给出了满足不同测点测量要求的导管参数限制条件，采用导管内充阻尼填料和采用细密多孔导管两种方式，实现对导管中压力波共振现象的临界阻尼，很好地解决了导管测压结构的共振抑制和瞬态压力波准确测量间的矛盾。.(3).采用压阻式压力传感器和带阻尼毕脱管进行SF6断路器动态压力测量，良好解决了暂态响应速度、抗机械冲击、抗电磁干扰、高温隔离和高电压隔离问题，能够准确测量断路器开断过程中压气缸内的压力变化和喷管上游的压力变化，以及断路器吹弧过程中喷管喉部和喷管下游的压力变化。.(4).系统获取了不同开断电流和不同燃弧时间条件下的断路器灭弧室压力变化数据，对分析改进灭弧室结构、完善仿真分析方法等具有重要价值。