预击穿距离分散性对合闸速度的优化

目前，断路器在开断和关合电力设备的瞬间，系统电压的初始相位角通常都是随机的，并且传统的操动机构由于复杂的传动机械系统导致运动时间分散性比较大，而真空间隙的击穿现象也是一个概率的物理过程，因此预击穿距离的数值也存在着很大的分散性，无法保证任意一次合闸过程中发生预击穿时的触头开距（即预击穿距离）是一个固定值。本章实验中得到的126kV真空断路器的预击穿距离也是分析断路器工作电压下发生预击穿情况时的概率较大情况的距离。

为了研究预击穿距离的分散性对该合闸速度优化方法的影响，本章同时也研究了在不同预击穿开距下动熔焊时间与预击穿阶段合闸速度的关系，如图6-10所示。在图6-10中，预击穿开距从3～7mm变化，可以看到在不同预击穿开距下，每条曲线都存在一个燃弧时间最低点，而对应的优化预击穿速度随着预击穿开距的增加，从1.12m/s增加至1.21m/s。这说明当预击穿距离较大时，预击穿时间对动熔焊影响较大，应增加合闸速度减小预击穿时间；反之当预击穿距离较小的情况，应稍微降低合闸速度来减小触头弹跳，从而降低燃弧时间。因此，在设计合闸曲线时，在触头刚碰前的一段时间内，触头的速度应该是减速运动。比如对于126kV真空断路器来说，最优的动触头合闸特性应该是在7mm内的平均速度应为1.21m/s，而到3mm时，平均合闸速度应该降到1.12m/s的减速运动，加速度为-0.02m/s。

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图6-10 预击穿的分散性对优化预击穿速度的影响