[发明专利]一种GIS隔离开关高频电弧电阻模型建模方法

摘要

本发明涉及一种GIS隔离开关高频电弧电阻模型建模方法，该方法认为高频电弧由预击穿、燃弧和熄弧三个阶段组成；电弧电阻在预击穿阶段按指数形式减小，在燃弧阶段为稳定值，进入熄弧阶段按指数规律增大。通过SF₆间隙高频电弧试验获得了稳态电弧电阻及电流峰值、气压和电弧长度对电弧电阻的影响规律，建立稳态燃弧电阻数学模型；通过GIS隔离开关带电操作试验获得电弧电阻的时变规律和参数，建立GIS隔离开关电弧电阻双指数时变数学模型；并通过对GIS隔离开关带电操作产生的特快速瞬态过电压进行仿真计算，与GIS隔离开关试验结果对比，验证了GIS隔离开关高频电弧电阻数学模型的有效性，显著提高了特快速瞬态过电压仿真计算的科学性和准确度。

主权项

1.一种GIS隔离开关高频电弧电阻模型建模方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：步骤1：构建SF6间隙高频电弧试验回路，所述间隙的距离与GIS隔离开关触头间隙距离均为厘米级，利用Marx发生器向SF6间隙放电产生高频电弧，采用光谱分析方法计算所述高频电弧的电阻值，统计分析电流幅值、气压和弧长对高频电弧电阻值的影响规律，建立稳态燃弧电阻数学模型；步骤2：构建GIS隔离开关特快速瞬态过电压试验回路，隔离开关带电操作产生高频电弧，在隔离开关触头内部安装电流传感器，采用光电方法高电位测量高频电弧的特快速瞬态电流，统计分析所述高频电弧电流的时变规律，结合稳态燃弧电阻数学模型，建立GIS隔离开关电弧电阻双指数时变数学模型；所述步骤1中，采用光谱分析法计算高频电弧电阻，搭建分幅相机和光谱仪的高频电弧光学测量系统，利用分幅相机拍摄高频电弧图像获得高频电弧半径，通过光谱仪测量高频电弧发射光谱得到高频电弧电导率，结合高频电弧半径和电弧电导率计算高频电弧电阻值；所述步骤1中，利用SF6间隙高频电弧试验回路开展不同电流峰值、气压和间隙距离下的间隙放电产生高频电弧试验，采用光谱分析法计算每次试验的高频电弧电阻值，将高频电弧电流峰值时刻的电弧电阻值视为稳态电弧电阻；采用单变量拟合法，将稳态电弧电阻表示为电流峰值、气压和电弧长度的表达式，建立稳态燃弧电阻数学模型为：Rs＝34I‑0.86p0.24l0.63     (6)；其中：Rs为稳态电弧电阻，单位为Ω；I为高频电弧电流峰值，单位为A；所述步骤2中，采用光电方法高电位测量高频电弧的特快速瞬态电流，由罗氏线圈、激光供电系统、光发射机和光接收机构成高电位光电测量系统；所述罗氏线圈安装在GIS隔离开关动触头内部，光电测量系统带宽为700Hz～70MHz；所述GIS隔离开关触头位置的导电杆为实心导体，在罗氏线圈与光发射机之间安装铁屏蔽盒并加强密封，以屏蔽强磁场干扰，保证测量特快速瞬态电流。