真空灭弧室零区剩磁补偿装置及效果

The Device and Effect of the Magnetic Field Compensation in Vacuum Interrupters at Current-zero

葛国伟1, 张鹏浩1, 程显1*,*, 杨培远2, 王华清2

1.郑州大学电气工程学院,河南省 郑州市 450001 2.河南省输配电装备与电气绝缘工程技术研究中心,河南省 郑州市 450001

GE Guowei1, ZHANG Penghao1, CHENG Xian1, YANG Peiyuan2, WANG Huaqing2

1.College of Electrical Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan Province, China 2.Henan Engineering Research Center of Power Transmission & Distribution Equipment and Electrical Insulation, Zhengzhou 450001, Henan Province, China

  • 葛国伟(1987),男,博士,讲师,主要从事智能化高压电器及高电压新技术教学与研究工作,着重研究多断口真空开关技术、真空电弧动态恢复研究,ggw@zzu. edu.cn。

基金项目: 国家自然科学基金项目(51407163, 51777025); 中国博士后科学基金项目(2017M622370); 河南省高校重点科研项目(16A470014,19A470008); Project supported by National Natural Science Foundation of China (51407163, 51777025); China Postdoctoral Science Foundation (2017M622370); Key Scientific Research Projects of Colleges and Universities in Henan Province(16A470014, 9A470008);

文章编号: 0258-8013(2019)11-3272-08 中图分类号: TM721

摘要

为研究纵磁真空灭弧室零区剩磁对电弧发展、弧后介质恢复强度的影响,建立10kV杯状纵磁触头真空灭弧室的暂态磁场模型,分析不同开距时零区剩余磁场分布和相位滞后情况,得到涡流对零区剩余磁场的影响规律。在此基础上,设计纵磁触头真空灭弧室零区剩磁补偿装置,该装置可实现脉宽0.5ms、磁场强度范围-50mT~50mT的自动补偿。搭建纵磁触头真空灭弧室零区剩磁补偿试验研究平台,通过高速CMOS相机拍摄电弧发展演变过程,采用弧后电流测量装置获得弧后特性参数,研究不同补偿磁场条件下的电弧发展过程、弧后电流和开断能力的影响规律。研究表明:电流为10kA时,杯状纵磁真空灭弧室零区剩磁为11.91~ 22.93mT,相位滞后为0.46~0.92ms,通过实验验证了零区剩磁补偿后开断能力提高了7.8%,所作研究为纵磁真空灭弧室触头优化和零区剩磁补偿提供了参考依据。

关键词 : 剩余磁场; 真空开关; 磁场补偿; 弧后特性; 真空电弧;

DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.190579

ABSTRACT

In order to investigate the influence of the residual magnetic field on the vacuum arc development and post arc dielectric recovery strength, the transient magnetic field model of the 10 kV vacuum interrupters (VIs) with the axial magnetic field (AMF) contact was established. The magnetic field distribution and the phase shift of the 10kV VIs with AMF were analyzed. The influence of the eddy current at CZ was obtained. The residual magnetic field compensation method was proposed with external applied pulsed magnetic control, which is designed based on the Helmholtz coil. The pulse width is about 0.5ms while the magnitude can be adjusted from -50mT to 50mT. The experimental platform of residual magnetic compensation at CZ for AMF VIs is established. The influence of the CZ external pulsed magnetic field on the arc development, the post-arc current and the breaking ability is investigated. The experimental results show that when the current is 10kA, the residual magnetic of the vacuum interrupter is 11.91~22.93mT, and the phase shift is 0.46~0.92ms. It is verified by experiments that the breaking capacity of the vacuum interrupter is increased by 7.8% with residual magnetic compensation. The study provides a reference for the optimization of the vacuum interrupters and magnetic field compensation at CZ.

KEY WORDS : residual magnetic field; vacuum interrupters; magnetic field compensation; post-arc characteristic; vacuum arcs;

0 引言

真空开关以其优越的灭弧性能、环保性、免维护等优点在配电领域得到广泛应用[1]。近年来,真空开关零区特性成为专家学者们研究的焦点[2-4]。国内一些研究机构已针对真空开关零区电压分布开展了很多研究[5-6]。目前,商业应用的真空灭弧室触头结构主要包括纵磁(axial magnetic field,AMF)触头和横磁(transverse magnetic field,TMF)触头。TMF对真空电弧产生切向力,使真空电弧在触头面上做高速旋转,其旋转速度约为70~370m/s,从而减小电弧对触头局部烧蚀,而AMF避免了大电流真空电弧阳极斑点的形成,迫使电弧转变为扩散电弧模式[7-9]。通常AMF的触头比TMF的触头具有更大的开断能力[10]

由于涡流的影响,触头的AMF强度峰值与电流峰值之间存在相位滞后,且主电流过零点存在剩余磁场。零区剩余AMF对等离子体的扩散不利[9],进而削弱了真空间隙的动态介质恢复能力[11]。Fenki等人[12]提出一种双极型触头结构,并分析出剩余的AMF将束缚残余等离子体扩散,进而引发间隙重击穿。文献[13]利用Ansys计算了基于人工电流过零点的直流开关的剩余AMF,发现剩余AMF的相位滞后是独立于反向电流频率的。触头的线圈段数、宽度、触头的直径,以及触头间隙距离对AMF强度和磁场滞后的影响,已在文献[14]中有所体现。文献[15]用Ansoft计算了线圈式触头、两极式结构、双线圈式触头、杯状和四极式触头5种纵磁真空灭弧室触头的纵向磁感应强度分布、触头片上涡流分布和纵向磁场滞后时间。

降低零区剩磁的主要方法包括:减小触头涡流和进行磁场补偿。改变触头的结构参数可以改变涡流的大小[16]。通过触头片开槽减少了涡流,因此AMF相位滞后和零区剩磁随着触头面开槽数的增多而减少[17-19]。也可以通过触头铁心叠片的方法抑制涡流[20]。零区剩磁可以通过施加反向磁场进行补偿,相对于永磁体,通过外加亥姆霍兹线圈可以实现精确补偿。亥姆霍兹线圈可以在其中心产生均匀的磁场,通过2个亥姆霍兹线圈的组合可以产生大小与方向皆可调的磁场[21]。在直流开断中,文献[22]通过动力学1D3V粒子模拟计算,得出零区横向磁场抑制了等离子体的扩散过程;文献[23]通过外加线圈产生的恒定纵向磁场,增加了真空灭弧室的开断能力。因此,目前关于零区剩磁补偿机理的研究较多,但对于零区剩磁精确补偿设备及其效果的研究较少,本文旨在提出可行的零区剩磁精确补偿装置并对其进行试验验证。

本文采用有限元仿真软件建立真空灭弧室模型计算触头磁场分布情况,得到其相位滞后和零区剩磁影响规律。提出零区剩磁脉冲磁场补偿方法,研制样机,采用零区剩磁数据进行主动补偿。搭建基于透明真空灭弧室的试验平台,研究零区剩磁补偿对电弧发展、弧后特性及开断能力的影响规律,初步验证了零区剩磁补偿方法的有效性。

1 纵磁触头真空灭弧室磁场分析

1.1 模型

采用有限元仿真软件分析杯状AMF触头在主电流为10kA(rms)/50Hz时的涡流及磁场分布,所用的商用10kV/20kA杯状触头模型如图1所示。此触头系统由导电杆、带槽的杯状触头和触头片组成,触头杯的直径为55mm,触头片的直径为45mm。

图1 杯状纵磁触头3D模型 Fig. 1 3D model of different contacts

纵磁作用下的真空电弧分布较为均匀,为计算纵磁真空灭弧室触头间磁场分布,通常将电弧等离

子体简化为均匀的圆柱体[24-26],则电弧的电导率σ可计算如下:

\(\sigma =\frac{I\cdot d}{{{U}_{\text{arc}}}\cdot S}\) (1)

式中:I为主电流,Uarc为电弧电压,一般取20~40V;d为触头片间的距离;S为电弧横截面的面积。

电弧主要存在于触头片上,故将电弧横截面面积简化为触头片面积。当触头片间隙为10mm,触头上流过10kA电流时,电弧的电导率为1052S/m。由式(1)可知,电弧的电导率与间隙距离成正比,所以当间隙距离为4~10mm时,其电导率为421~ 1052S/m。表1列出了模型中各组件的材料及其参数。其中,铜、铜铬合金及真空电弧等离子体等非铁磁性材料相对磁导率约为1。求解器选用瞬态场,求解时间步长为0.5ms。

表1 材料参数设置 Tab. 1 Material parameter setting

1.2 仿真结果

选取2种典型间隙说明涡流在触头面上的分布情况。图2(a)和(b)分别展示了5 ms时,间隙为4、10mm触头片的涡流电流密度。不计深红色和深蓝色的误差色块,不同间隙下的涡流分布基本相同,但间隙d为4mm时,涡流最大电流密度约为

图2 5 ms时的涡流密度 Fig. 2 Density of the eddy current at 5ms

2.9477×106 A/m2,而间隙d为10mm时涡流最大电流密度为2.3707×106 A/m2。6mm与8mm下的涡流密度分别为2.7015×106 A/m2和2.5602×106 A/m2,可见随着纵磁触头间隙距离的减小,涡流密度线性增加。从10mm到4mm,涡流密度增加了24.33%。

涡流使间隙AMF强度发生了相位滞后,AMF峰值点和主电流的峰值点不在同一时刻,并且主电流为零时触头间仍有剩余磁场。通过仿真分析电流峰值时的磁场分布可知,磁场在触头面上径向约-15mm~15mm范围内分布较均匀,图3是利用瞬态求解器逐点求解得到的触头面中心区域AMF强度随时间的变化规律。在电流为10kA,工频电流50Hz时,计算得到当真空间隙分别为4、6、8和10mm对应的零区剩磁分别为22.93、18.38、14.94和11.91mT,相移分别为0.92、0.79、0.64和0.46ms。在此基础上统计了如图4所示涡流密度、磁场相移时间和剩余磁场强度随间隙距离的变化规律。从10mm到4mm,剩磁强度线性增加了约92%,相移的幅度线性增加了约100%。随着间隙距离变小,涡流密度、磁场相移及零区剩磁线性增大,这不利于发挥真空短间隙的优良绝缘性能。

针对这个问题,设计零区脉冲磁场补偿装置。

图3 主电流为10kA(rms)时触头面中心区域AMF的分布 Fig. 3 Distribution of AMF in the mid-gap when the current is 10kA(rms)

图4 涡流密度、磁场相移时间和 剩余磁场强度随间隙距离变化的分布 Fig. 4 Eddy current density, magnetic field phase shift and residual magnetic field distribution with distance

基于上述计算得到的纵磁真空灭弧室的零区剩磁分布情况,实时检测真空灭弧室位移和电流大小,得到电流过零点,根据过零点的开距和主电流峰值大小查询不同条件下零区剩磁分布计算数据,得到零区剩磁大小,采用反向脉冲磁场在电流过零点进行补偿。

2 零区脉冲磁场补偿装置

2.1 亥姆霍兹线圈

脉冲补偿磁场由亥姆霍兹线圈产生。单个线圈的电感和电阻分别为0.35mH和11mΩ。如图5右上角小图所示,磁场线圈的半径约为60mm,高度约为100mm。线圈中心处的磁场分布由有限元仿真软件计算,计算结果如图5所示。当磁场线圈流过125A电流时,磁场在半径-20mm至20mm范围内分布较均匀,磁场强度的大小约为70mT。中心磁场强度的大小与线圈流过的电流成正比,其比例系数约为0.56mT/A。

实验所用真空开关由绝缘杆、VI、补偿磁场线圈、导电杆和永磁机构组成。AMF补偿线圈与主电路间完全电气隔离,磁场线圈中心与试品开关VIt中心属于同轴安装,磁场线圈的补偿磁场与剩磁方向相反,用于补偿真空灭弧室AMF触头零区剩余磁场,具体安装结构如图6所示。

图5 磁场线圈及其磁场分布 Fig. 5 Coil and its magnetic field distribution

图6 实验所用的真空开关 Fig. 6 Vacuum switch in experiment

2.2 补偿磁场驱动电路

脉冲磁场驱动电路由可控硅SCR1、亥姆霍兹线圈、放电电容C、DC-DC变换器、整流二极管D1、限流电阻R1、单片机STM32、位移传感器和分流器组成。如图7所示,补偿装置与主电路间无电气连接,电容器C由单独的DC-DC变换器经D1R1充电,充电电压和放电时刻由STM32控制,磁场线圈由等效电阻RH和电感LH表示,毫秒脉冲磁场由电容器C对磁场线圈放电产生,放电由SCR1开启。调整磁场线圈的参数,使磁场脉冲宽度为0.5 ms。磁场脉冲峰值由预置的剩余磁场补偿磁场强度决定,先通过仿真得到的不同开距下剩磁分布,调整DC-DC模块向电容C的充电电压,从而施加合适的峰值补偿磁场。STM32通过采集分流器电压确定主电流峰值时刻,在4.75±0.05 ms后的过零点给与晶闸管开启信号。分流器型号为FL-27(量程2000A,精度为0.1级),位移传感器为KTC-100,SCR1为KP1000A/1600V,电容C的电容值为1000μF。

图7 磁场线圈驱动电路 Fig. 7 Pulse magnetic field generator circuit

将脉冲补偿磁场作用于主电流零点,磁场峰值对应于主电流过零点。向磁场线圈通以脉宽0.5ms、峰值30 A半周波电流,补偿磁场Bb峰值约为16.8mT。建立如图8右上角所示的模型,屏蔽罩材料为玻璃,补偿前后磁场分布的仿真结果如图8所示,从结果可以看出零区剩磁明显减少。对于多断口来说,不平衡磁场将导致不平衡电压,进而影响弧后开断能力[27-28]

图8 零区脉冲磁场补偿效果 Fig. 8 Effect of pulse magnetic field compensation at current-zero

3 试验及试验结果分析

3.1 试验平台

为验证零区脉冲磁场补偿装置的有效性,基于本实验室110kV/20kA合成试验回路进行灭弧室弧后特性和开断能力试验研究。真空灭弧室零区剩磁补偿试验研究平台如图9所示。图中电容器组CiLi组成LC振荡回路以产生工频50Hz电流,电容器组CvLv组成LC振荡回路以产生瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV),C0L0组成调频支路。C2R2组成辅助电流源,通过在主电流前导通TCR,防止真空灭弧室因开距过小或操纵机构分散性导致的主电流放电失败。CB、AB均为真空断路器,CB用于引入主电流,AB负责保护电流源。VIt为试品透明真空灭弧室,外设有高速CMOS相机观察记录电弧形态发展。主电流通过电流互感器CT2测量,弧后电流通过PACME测量[29],TRV通过阻容分压器测量。图10中展示了试验样机。试品VIt额定电压和电流分别为10kV和20kA,由永磁机构(permanent magnet actuator,PMA)驱动,平均分闸速度为1m/s。

开断测试在有效值为5 kA的电流不变、10~

图9 试验研究平台 Fig. 9 Experimental research platform

图10 脉冲补偿磁场前后的弧后特性 Fig. 10 Post-arc characteristic before and after compensating magnetic field is applied

45kV的TRV和8±0.1mm的开距的条件下进行。燃弧时间控制在6±0.5 ms,其中燃弧时间的分散性 主要是由真空断路器的分散性引起的。脉冲磁场的峰值强度可在-50~50mT间进行调整。实验分为 两部分:一方面使用PACME测量真空开关的弧后电流,通过阻容分压器测量TRV,通过高速相机 拍摄电弧图像,从而研究零区脉冲磁场补偿装置 对 弧后特性的影响;另一方面,通过改变合成回路中Cv的充电电压,来改变TRV峰值,从而得到零区脉冲磁场补偿装置对真空开关极限开断能力的影响。

3.2 试验结果与分析
3.2.1 脉冲磁场补偿对弧后特征和电弧形态发展的影响

图10所示,在无脉冲磁场补偿开断测试中同时测量弧后电流和TRV。其中,通过TRV过零点辅助确定电流过零点,弧后电流的峰值为0.840A,持续时间约为4μs,加入峰值16.8mT的脉冲磁场补偿后,弧后电流在约5μs后基本保持不变,略大于不加补偿磁场时的时间,其峰值为0.600 A,小于没有补偿磁场的峰值。式(2)给出了由弧后电流计算弧后电荷的方法。

\({{Q}_{\text{postarc}}}=\int_{0}^{t}{{{i}_{\text{postarc}}}\text{d}t}\) (2)

式中:Qpostarc为弧后电荷;ipostarc为弧后电流;t为计算时长。

弧后电荷比弧后电流更加平滑稳定,一般用弧后电荷代表间隙中的残余等离子体。未加补偿前,随着时间的增加,弧后电荷不断积累,经过大约4μs后到达1.24μC,接着弧后电荷缓慢增加,这是间隙的电容电流的影响所致,最后升至1.41μC。加入脉冲补偿磁场,4μs后比未加补偿时小0.52μC,即降低了41.9%,弧后电荷最终达到1.11µC。可见,补偿磁场对零区的弧后特性产生了影响,初步证明了补偿磁场会减小零区的剩余等离子体,因此补偿磁场对弧后介质恢复是有利的。

为了更直观地验证剩磁对间隙剩余等离子体的影响,通过高速相机记录了零区的电弧图像。相机设置为20000 fps,实验条件和脉冲补偿磁场施加时刻与测量弧后电流时一致,0 ms为主电流过零点。图11(a)为补偿磁场时的电弧图像;图11(b)为未补偿磁场时的电弧图像。由图11可见,无补偿时零区电弧图像主要被束缚于触头中间区域,而补偿后零区电弧分布较为均匀。

图11 零区脉冲磁场补偿前后电弧发展形态图 Fig. 11 Shape of arc development before and after pulse magnetic field compensation at current zero

3.2.2 零区脉冲磁场补偿装置对开断能力的影响

弧后阶段是真空开关能否顺利开断的关键阶段,开断的成功与否决定于此阶段的动态绝缘强度是否大于TRV。剩余等离子体的密度或能量决定了间隙的动态绝缘强度。由上文可知,零区剩磁影响了剩余等离子体的扩散,进而影响了弧后阶段的动态绝缘强度。为进一步探究本补偿装置对真空开关的弧后阶段的影响,在约5kA主电流、开距固定为8mm和外加不同补偿磁场的情况下进行了开断能力测试。

若真空间隙的动态绝缘强度不能承受TRV,则开断失败,通常表现为重击穿,随着鞘层的厚度的增加,在多次击穿和恢复后才完成开断。图12为在零区补偿峰值脉冲磁场后成功开断的典型波形,TRV电源在触头开断前引入了微小的电流。为了验证上文数据的有效性,在与图8相同的条件下进行了开断能力实验。为探究脉冲磁场峰值和极性对开断能力的影响,分别施加了不同强度补偿磁场和相反极性的8.4mT脉冲磁场,得到了如图13所示的试验结果。由图13可以看出,在8次实验中,反向补偿后真空开关开断能力均得到了明显提升。在补偿脉冲峰值接近剩磁仿真结果14.94mT时边际增加效应最明显,且在30mT左右达到饱和。补充16,9mT后开断能力增加约7.8%,负极性磁场下能正常开断的TRV有略微下降,约为-2.5%。

图12 进行零区脉冲磁场补偿时的开断波形 Fig. 12 Test results with pulsed magnetic field compensation at current-zero

图13 真空开关开断能力测试 Fig. 13 Test of breaking ability

4 结论

1)在主电流和频率分别为10kA和50Hz情况下,从间隙距离为10mm到4mm,涡流密度从2.3707× 106 A/m2线性增加了24.33%,剩余磁场强度从11.91mT线性增加了约92%。仿真结果为零区脉冲补偿装置输出合适的脉冲补偿磁场参数提供了理论依据。

2)实验揭示了半周波、脉宽0.5ms的零区脉冲补偿磁场对电弧发展、弧后特性的影响,零区脉冲补偿磁场减少了41.9%的弧后电荷,同时通过高速相机证明补偿磁场增强了剩余等离子体的扩散运动,这都有利于弧后动态介质恢复。

3)实验结果表明基于亥姆霍兹线圈的脉冲补偿磁场装置对真空灭弧室的开断能力影响很明显。正极性脉冲补偿磁场的峰值与真空灭弧室开断能力呈正相关,而负极性脉冲补偿对开断能力不利,在补偿脉冲峰值接近零区剩磁14.94mT时边际增加最明显,为7.8%。

参考文献

[1] 王季梅. 真空开关技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2008:1-19. Wang Jimei.Vacuum switch technology and application [M].Beijing:Machinery Industry Press,2008:1-19(in Chinese).

[2] Chen Yi,Yang Fei,Sun Hao,et al.Influence of the axial magnetic field on sheath development after current zero in a vacuum circuit breaker[J].Plasma Science and Technology,2017,19(6):24-29.

[3] 乔榛,郭自德,顾巍,.高压断路器零区测量系统的开发与应用[J].高电压技术,2017,43(06):2055-2061. Qiao Wei,Guo Zide,Gu Wei,et al.Development and application of zero zone measurement system for high voltage circuit breaker[J].High Voltage Engineering,2017,43(06):2055-2061(in Chinese).

[4] 荣命哲,吴翊,杨飞,.开关电弧电流零区非平衡态等离子体仿真研究现状[J].电工技术学报,2017,32(2):1-12. Rong Mingzhe, Wu Wei, Yang Fei, et al.Current status of non-equilibrium plasma simulation of switching arc current zero zone[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2017,32(2):1-12(in Chinese).

[5] 葛国伟,程显,廖敏夫,.串联真空开关磁场调控对动态电压分布影响研究[J].中国电机工程学报,2018,38(23):7089-7097. Ge Guowei,Cheng Xian,Liao Minfu,et al.Study on the effect of magnetic field regulation on dynamic voltage distribution in series vacuum switches[J].Proceedings of the CSEE,2018,38(23):7089-7097(in Chinese).

[6] 舒胜文,阮江军,黄道春,.双断口真空断路器的瞬态恢复电压分配机理与均压电容研究[J].电网技术,2012,36(11):252-259. Shu Shengwen,Ruan Jiangjun,Huang Daochun,et al.Study on the transient recovery voltage distribution mechanism and voltage sharing capacitance of double- break vacuum circuit breakers[J].Power Grid Technology,2012,36(11):252-259(in Chinese).

[7] Gentsch D,Shang W.High-speed observations of arc modes and material erosion on RMF- and AMF-contact electrodes[J].IEEE Transactions on Plasma Science,2005,33(5):1605-1610.

[8] Lanen EPAV.The current interruption process in vacuum analysis of the currents and voltages of current-zero measurements[C]//15th World Congress on Intelligent Transport Systems and ITS America's 2008 Annual Meeting,New York,America,2008.

[9] Slade P G.The vacuum interrupter:theory,design,and application[M].Boca Raton,FL,USA:CRC Press,2008:21-42.

[10] Sugita M,Igarashi T,Kasuya H,et al.Relationship between the voltage distribution ratio and the post arc current in double-break vacuum circuit breakers[J].IEEE Transactions on Plasma Science,2009,37(8):1438-1445.

[11] Zhang Y,Shi Z,Li J,et al.Simulation on the residual axial magnetic field in vacuum DC interruption based on artificial current zero[C]//International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,Suzhou,2008.

[12] Fenski B,Heimbach M,Lindmayer M,et al.Characteristics of a vacuum switching contact based on bipolar axial magnetic field[J].IEEE Transactions on Plasma Science,2002,27(4):949-953.

[13] Shi Z,Zhang Y,Wang Q,et al.Numerical investigation on residual axial magnetic field in vacuum interrupter in DC interruption based on artificial current zero[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2017,32(4):1915-1923.

[14] Liu Z.Analysis of axial magnetic field characteristics of coil type axial magnetic field vacuum interrupters[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2007,1(1):344-347.

[15] 王仲奕,刘志远,张炫,.五种纵向磁场真空灭弧室触头磁场特性分析比较[J].电工电能新技术,2006(1):21-25+67. Wang Zhongyi,Liu Zhiyuan,Zhang Xuan,et al.Analysis and comparison of magnetic field characteristics of five longitudinal magnetic field contacts in vacuum interrupters[J].New Electrical and Electrical Technology,2006(1):21-25+67(in Chinese).

[16] 尚文凯,王季梅.减小真空灭弧室触头表面涡流磁场的研究[J].电器与能效管理技术,1988(1):12-16. Shang Wenkai,Wang Jimei.Study on reducing eddy current magnetic field on contact surface of vacuum interrupter[J].Electrical Appliances and Energy Efficiency Management Technology,1988 (1):12-16(in Chinese).

[17] Murano M,Yanabu S,Tamagawa T,et al.Vacuum interrupter:US,US 3946179 A[P].1976.

[18] Yanabu S,Kaneko E,Okumura H,et al.Novel electrode structure of vaccum interrupter and its practical application[J].IEEE Transactions on Power Apparatus & Systems,2007,PAS-100(4):1966-1974.

[19] Fenski B,Lindmayer M.Vacuum interrupters with axial field contacts. 3-d finite element simulation and switching experiments[J]. IEEE Transactions on Dielectrics & Electrical Insulation,2002,4(4):407-412.

[20] 刘志远,王季梅,王政,.铁芯式两极纵磁真空灭弧室铁芯中涡流分析[J].中国电机工程学报,2001,21(6):73-75+80. Liu Zhiyuan,Wang Jimei,Wang Zheng,et al.Eddy current analysis in iron core of bipolar longitudinal magnetic vacuum interrupter[J].Proceedings of the CSEE,2001,21(6):73-75+80(in Chinese).

[21] 黄志兴. 磁纳米测温系统剩余磁场分析及其消去方法[D].武汉:华中科技大学,2015. Huang Zhixing.Magnetic field temperature measurement system residual magnetic field analysis and elimination method[D].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology,2015(in Chinese).

[22] Wang H,Zhou Z,Tian Y,et al.The influence from the residual magnetic field on the plasma dissipation in the post-arc phase in a vacuum interrupter[C]//International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,Suzhou,2016.

[23] Al Dweikat M,Huang Y L,Shen X L,et al.Investigation of DC vacuum arc interruption ability with combined axial and radial magnetic field[J].Advanced Materials Research,2012,516-517:1791-1797.

[24] 董华军,司明月,郭英杰,.触头片结构对新型带铁心的杯状纵磁真空灭弧室磁场影响仿真[J].电工技术学报,2018,33(11):2448-2455. Dong Huajun,Si Mingyue,Guo Yingjie,et al.Study on the influence of the contact piece structure on the magnetic field of a new cup-shaped longitudinal magnetic vacuum interrupter with iron core[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2018,33(11):2448-2455(in Chinese).

[25] Liu Z,Cheng S,Zhang X,et al.An interrupting capacity model of axial magnetic field vacuum interrupters with slot type contacts[C]//Proceedings International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,Matsue Terrsa,Matsue,Japan,2006.

[26] Wang L,Qian Z,Jia S,et al.3D time-dependent model and simulation of high-current vacuum arc in commercial axial magnetic fields vacuum interrupters[C]//Discharges and Electrical Insulation in Vacuum,Tomsk,Russia,2012.

[27] 程显,廖敏夫,段雄英,.双断口真空开关瞬态恢复电压分布特性的仿真与实验研究[J].中国电机工程学报,2012,32(1):171-178. Cheng Xian,Liao Minfu,Duan Xiongying, et al.Simulation and experimental study on transient restoration voltage distribution characteristics of double- break vacuum switch[J].Proceedings of the CSEE,2012,32(1):171-178(in Chinese).

[28] 黄翀阳,刘晓明,董文亮,.双断口直流真空断路器延时开断仿真分析与实验[J].中国电机工程学报,2018,38(22):6753-6759. Huang Chongyang,Liu Xiaoming, Dong Wenliang, et al.Simulation analysis and experiment of delayed breaking of double-break DC vacuum circuit breaker[J].Proceedings of the CSEE,2018,38(22):6753-6759(in Chinese).

[29] 葛国伟,程显,廖敏夫,.基于电流转移特性和磁吹的新型弧后电流测量装置研制[J].中国电机工程学报,2018,38(14):4288-4297+4335. Ge Guowei,Cheng Xian,Liao Minfu,et al.Development of a new back-arc current measuring device based on current transfer characteristics and magnetic blowing[J].Proceedings of the CSEE,2018,38(14):4288-4297+ 4335(in Chinese).

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    图1