Повышение коммутационной способности высоковольтной аппаратуры тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат наук Черноскутов, Дмитрий Владимирович

• Черноскутов, Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Черноскутов, Дмитрий Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 .ОТКЛЮЧАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

1.1. Коммутационные процессы и явления в элегазовой аппаратуре. Описание текущей проблематики

1.2. Уровни перенапряжений, возникающие при отключении тока шунтирующего реактора. Отключение индуктивного тока элегазовыми выключателями. Эффект среза тока

1.3. Коммутационные процессы при отключении емкостных токов

1.4. Описание проблемы обратного движения блока контактов при отключении токов короткого замыкания элегазовыми выключателями автокомпрессионного типа

1.5. Выводы по главе и постановка задач исследований

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДИК РАСЧЕТА ТОКА СРЕЗА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗНИКАЮЩИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА ЭЛЕГАЗОВЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

2.1. Испытания и анализ процессов при отключении тока шунтирующего реактора

2.2. Методики определения тока среза и оценка возникающих при отключении шунтирующего реактора уровней перенапряжений

2.3. Сравнительный анализ полученных результатов

2.4. Альтернативные способы исследования эффекта тока среза в лабораторных условиях образовательных учреждений

2.5. Выводы по главе

З.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ В РЕЖИМЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ МАЛЫХ ТОКОВ

3.1. Факторы, влияющие на отключающую способность элегазовых выключателей

3.2. Анализ газодинамической картины внутри ДУ

3.3. Численное моделирование электрического поля выключателя на основе метода конечных элементов. Оптимизация и снижение напряженности электрического поля элементов конструкции выключателя

3.4. Метод расчета пробивного напряжения

3.5. Метод подачи управляемого во времени высоковольтного коммутационного импульса

3.6. Верификация расчетной методики определения пробивного напряжения на основе метода подачи управляемого по времени коммутационного импульса

3.7. Верификация расчетной методики определения пробивного напряжения на основе эксперимента - коммутационные испытания

3.8. Методика прогнозирования кривой хода контактов и приведения напряженности ЭП к разности потенциалов между контактами

3.9. Критерий успешного отключения емкостного тока. Разработка интеллектуального алгоритма оценки отключающей способности высоковольтного выключателя

3.10. Верификация методики прогнозирования кривой хода и приведения напряженности ЭП к разности потенциалов между контактами при отключении емкостных токов

3.11. Верификация расчетной методики определения пробивных напряжений при отключении шунтирующего реактора

3.12. Верификация методики прогнозирования кривой хода и приведения напряженности ЭП к разности потенциалов между контактами при отключении шунтирующего реактора

3.13. Определение критерия пробоя по электростатическим и газодинамическим характеристикам

3.14. Верификация расчетного метода на предмет изолирующей способности элегазовых выключателей

3.15. Выводы по главе

4.ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЯЕМОЙ КОММУТАЦИИ

4.1. Принцип действия устройства синхронной коммутации

4.2. Включение конденсаторной батареи

4.3. Анализ экспериментальных результатов при определении предварительного пробоя при включении емкостной нагрузки

4.4. Отключение конденсаторной батареи

4.5. Выводы по главе

5.МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ, ГАЗОДИНАМИЧСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ С ДУ АВТОКОМПРЕССИОННОГО ТИПА. АНАЛИЗ ДУГОВЫХ ПРОЦЕССОВ

5.1. Описание проблематики

5.2. Конструктивные особенности автокомпрессионных дугогасительных устройств и факторы, влияющие на отключающую способность

5.3. Существующие методы оценки отключающей способности элегазовых выключателей

5.4. Постановка оптимизационной задачи

5.5. Описание математической модели

5.6. Расчет газодинамических, механических характеристик и верификация математической модели без тока

5.7. Расчет газодинамических характеристик в при отключении токов КЗ

5.8. Верификация математической модели при отключении токов короткого замыкания на основе эксперимента, оценка сходимости результатов моделирования и эксперимента

5.9. Верификация математической модели при отключении тока КЗ в однофазном режиме

5.10. Скорость работы расчетной программы

5.11. Алгоритм проверки работоспособности, оценки и повышения отключающей способности ЭВ

5.12. Анализ дуговых процессов при отключении токов КЗ

5.13. Выводы по главе 5

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗОЛИРУЮЩЕЙ И ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГАЗОНАПОЛНЕННОГО МОДУЛЯ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ - ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

6.1. Моделирование и расчёт электрического поля для контактной группы модуля разъединитель-заземлитель. Оптимизация напряженности электрического поля

6.2. Исследование и оценка отключающей способности в режиме коммутации уравнительного тока при разных величинах рабочего напряжения. Анализ экспериментальных данных

6.3. Отключающая способность газонаполненного разъединителя в режимах коммутации тока заряда шин и холостого хода трансформатора

6.4. Расчет коммутационных характеристик газонаполненного заземлителя. Анализ околонулевой области при отключении токов заземлителя

6.5. Подтверждение коммутационной способности заземлителя

6.6. Выводы по главе 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Акт внедрения РУЭН-УЭТМ-110

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Сертификат соответствия требованиям ГОСТ52565-2006, МЭК62271-100, МЭК62271-110 выключателя ВЭБ-220 с номинальным током

отключения 50 кА, испытательный центр КЕМ (Южная Корея)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Акт внедрения в учебный процесс результатов исследований, полученных в диссертационной работе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение коммутационной способности высоковольтной аппаратуры»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. За последние годы, в связи с вводом значительных мощностей в электроэнергетике и ее интенсивным развитием, а также передачей электроэнергии на большие расстояния, увеличивается спрос на элегазовые выключатели (ЭВ) высокого напряжения с высокими техническими характеристиками. На текущий момент высоковольтное оборудование подстанций РФ требует модернизации в связи с большим физическим износом. Часть электрооборудования является морально устаревшей. В странах Европы, Северной Америки, странах Азии используются элегазовая коммутационная аппаратура с отключающей способностью порядка 63-80 кА и даже 90 кА [1-4]. В настоящее время в России наблюдается спрос на выключатели, способные отключать токи короткого замыкания (КЗ) порядка 63 кА. При этом отечественные производители предлагают выключатели с отключающей способностью 40-50 кА. Исследование процессов, происходящих при коммутации малых индуктивных токов [5-9], также как и исследование процессов отключения больших токов, разработка методов, математических моделей, а также программ расчета является актуальной на сегодняшний день задачей.

Степень разработанности проблемы исследования. На данный момент отсутствуют данные о повышении коммутационной способности ЭВ автокомпрессионного типа совместно в нескольких режимах. Также отсутствуют данные по проектированию, оценке и повышению коммутационной способности в газонаполненных разъединителях и заземлителях. Отечественное коммутационное оборудование отстает от зарубежных аналогов по коммутационной способности в режиме емкостного тока. Достигнутый уровень отключающей способности высоковольтной аппаратуры (ВВА) отечественных производителей в данном режиме - это уровень С1 (с низкой вероятностью возникновения повторных пробоев). Элегазовые выключатели производства таких компаний как ABB, Siemens, ALSTOM, Mitsubishi, Hitachi соответствуют классу С2 - (с очень низкой вероятностью возникновения повторных пробоев) [1, 2, 10, 13]. Основным фактором, сдерживающим развитие высоковольтной аппаратуры в

РФ, является отсутствие расчетных комплексов характеристик ЭВ, а также полноценного многофункционального испытательного центра. В итоге производители ВВА оказываются в условиях ограниченного количества попыток при проведении квалификационных испытаний в зарубежных испытательных центрах. В связи с этим возникает потребность в разработке методов оценки отключающей способности ВВА до изготовления дорогостоящих опытных образцов и проведения испытаний.

Цель работы заключается в исследовании электрофизических процессов и явлений в коммутационной аппаратуре, анализе, систематизации полученных результатов и повышении коммутационной способности ЭВ. Задачи работы: снижение уровня перенапряжений при отключении ЭВ индуктивной нагрузки, разработка методов, моделей, алгоритмов и программ повышения коммутационной способности ЭВ при отключении емкостных токов и токов КЗ.

Объектом исследования являются электрофизические, газодинамические, механические процессы в высоковольтной коммутационной аппаратуре. Предметом исследования являются элегазовые выключатели (ЭВ) автокомпрессионного типа, а также элегазонаполненные разъединители и заземлители. Методы диссертационного исследования основаны на численном моделировании характеристик аппаратов с помощью пакетов ELCUT и ANSYS, а также на анализе результатов при проведении натурных экспериментов.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель оценки отключающей способности ЭВ в режиме отключения емкостного тока. Учет величины отключаемого тока с помощью коэффициента запаса по электрической прочности.

2. Математическая модель оценки отключающей способности ЭВ в режиме отключения токов КЗ. Совместное решение задачи оценки кривой хода контактов в режиме отключения тока КЗ с целью снижения величины обратного хода (исключения возникновения обратного хода) контактов с учетом величины давления заполнения, необходимого для успешного отключения без пробоев в режиме коммутации емкостного тока.

3. Результаты экспериментальных исследований дуговых процессов в ЭВ автокомпрессионного типа при отключении 50 кА. Вольт-амперные характеристики во всем интервале времени горения дуги и в околонулевой зоне.

4. Рекомендации по определению методики расчета тока среза при отключении тока шунтирующего реактора (ШР). Обоснование целесообразности применения системы управляемой коммутации при отключении токов ШР меньших рекомендуемых текущими стандартами. Снижение уровня перенапряжений за счет разработки интеллектуальной системы управляемой коммутации. Исследование явления предварительного пробоя.

5. Разработка элегазонаполненного модуля разъединитель-заземлитель. Исследование дуговых процессов, повышение отключающей способности. Выделены и охарактеризованы этапы развития дугового разряда в режиме отключения уравнительного тока на повышенном напряжении. Выявлены факторы, влияющие на массовый износ контактов.

Теоретическая значимость заключается во всестороннем исследовании процессов в элегазовой коммутационной аппаратуре, математическом представлении результатов моделирования характеристик аппаратов, а также представлении результатов натурных экспериментов, которые можно использовать другим исследователям при решении смежных теоретических задач. Практическая значимость исследований заключается в разработке расчетного комплекса оценки характеристик элегазового выключателя, позволяющего существенно снизить объем проводимых НИОКР. Разработан, исследован и аттестован баковый элегазовый выключатель на 220 кВ с током отключения 50 кА. Разработан, исследован и аттестован газонаполненный модуль разъединитель-заземлитель в составе распределительного устройства на 110 кВ, позволяющий снизить площадь подстанции на 35-40 % относительно классической подстанции с отдельно стоящими разъединителями и

заземлителями. Повышена коммутационная способность газонаполненного разъединителя в самом тяжелом режиме - режиме отключения уравнительного тока с параметрами, нормируемыми для воздушного разъединителя. Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс.

Степень достоверности результатов. Расчеты на основе метода конечных элементов были проведены на лицензированном программном обеспечении. Точность расчета предлагаемых методов подтверждена результатами эксперимента. Испытательное оборудование в ходе проведения экспериментов было поверено соответствующими метрологическими службами. Эксперименты были проведены в соответствии с требованием стандартов Г0СТ52565-2006, ГОСТ 55195-2012, МЭК 62271-100, МЭК 62271-110.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, разработке методов оценки и повышения коммутационной способности, обоснования необходимости разработки аппаратов в нескольких исполнениях с целью сравнения получаемых в ходе эксперимента данных, руководстве проведения опытно-конструкторских исследований разработанных изделий, подготовке публикаций к печати и апробации результатов.

Апробация работы. Основные теоретические положения, результаты и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных практических конференциях: Научно-практическая конференция Энерго-и ресурсосбережение (УрФУ, Екатеринбург, 2013); международная научно-практическая конференции Наука и образование XXI века (Уфа 2013); международная научно-практическая конференция Energy Quest (УрФУ, Екатеринбург, 2014); международная IEEE конференция по управлению и связи -SIBCONFERENCE (Омск, 2015 г.); международная конференция Пром-Инжинииринг-2016, ICIEAM-2016 (Челябинск, 2016).

Публикации. По результатам работ опубликовано 13 печатных трудов, из них 4 статьи опубликованы в журналах, определенных ВАК РФ; 5 статей вошли в научную базу SCOPUS, 4 - в РИНЦ.

1. ОТКЛЮЧАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

1.1. Коммутационные процессы и явления в элегазовой аппаратуре.

Описание текущей проблематики

В научно-технической литературе, посвященной вопросам повышения надежности сетевого оборудования, встречаются информация о негативном воздействии коммутационных высокочастотных перенапряжений на изоляцию этого оборудования [5]. Достаточно большое количество работ [6-9] указывает на возможность повреждения обмоток трансформаторов из-за приложения высокочастотных перенапряжений. В связи с этим требуется провести глубокий анализ перенапряжений происходящих при коммутации индуктивной нагрузки.

Для выключателей среднего класса напряжений отключаемой индуктивной нагрузкой являются:

- электрические двигатели (отключаемые токи 100-300 А [10-12])

- шунтирующие реакторы (отключаемые токи 100-1600 А [10-12])

- ненагруженные трансформаторы

Для выключателей классов напряжений 110 кВ и выше отключаемой индуктивной нагрузкой являются:

- токи шунтирующих реакторов (отключаемые токи 100-300 А [10-12])

-токи намагничивания трансформаторов

Испытания на отключение ненагруженного трансформатора не требуются по двум причинам. Во-первых, этот режим является менее жестким, чем другие режимы коммутации. Во-вторых, этот режим не может быть правильно смоделирован в испытательной лаборатории» [5, 11]. Из-за большого количества номинальных параметров трансформаторов и нелинейных характеристик сердечника невозможно смоделировать процесс отключения ненагруженного трансформатора в испытательной лаборатории, используя линейные элементы. Результаты испытаний на имеющемся в лаборатории трансформаторе будут

правомерны для этого трансформатора и использованного конкретного уровня возбуждения. Результаты испытаний не будут относиться к другим уровням возбуждения этого трансформатора и тем более к другим трансформаторам [5, 11].Соответственно, в диссертационной работе этот режим не рассматривается.

В текущем исследовании рассматривается коммутационная способность при отключении токов ШР элегазовыми (гексафторид серы) выключателями классов напряжений от 110 до 750 кВ. Из источников [5-6, 10-12] известна следующая зависимость величины тока среза при отключении шунтирующего реактора:

I =Л /N0 (1 1)

среза V экв ' (11)

где Ожв - результирующая емкость, подключенная к выключателю (емкость реактора, конденсатора, подводящей ошиновки и других элементов схемы); N -количество разрывов, соединенных последовательно.

Таким образом, на значение возникающего перенапряжения влияют как конструктивные параметры (количество разрывов выключателя, изолирующая и дугогасящая среда), так и значение индуктивности, емкости реактора и подводящих цепей. Из источников [5-9] известно что токи среза в воздушных выключателях достигают 70 А, то время как в ЭВ токи среза составляют 8-10 А [10-12].

1.2. Уровни перенапряжений, возникающие при отключении тока шунтирующего реактора. Отключение индуктивного тока элегазовыми выключателями. Эффект среза тока

Причинами перенапряжения при отключении шунтирующего реактора могут быть срезы тока и пробои межконтактного промежутка выключателя в течение интервала времени восстановления на нем напряжения после отключения. Срез тока - это принудительное снижение тока до его естественного перехода через нулевое значение в результате интенсивного

охлаждения дуги малой токовой плотности холодным потоком гасящего газа. Эффект среза тока имеет место при отключении индуктивных токов реактивных элементов сети. На настоящий момент имеются работы исследователей по определению токов среза высоковольтных выключателей с различными дугогасительными средами [5, 6, 10].

Отключаемый ток шунтирующего реактора согласно стандарту международной электротехнической комиссии МЭК 62271-110 [12], стандарту IEEE C37.015.2009 [13] составляет 300 А в диапазоне токов 252 - 378 А (режим 1 - 20 опытов) и 100 А в диапазоне 80 - 120 А (режимы 2, 3, 4 - 58 опытов в однофазных испытаниях). Согласно отечественному стандарту ГОСТ 52565-2006 [14] необходимо выполнить 20 опытов отключения тока 300 А и 18 опытов отключения тока 100 А.

При срезе тока в индуктивности и эквивалентной емкости реактора, включая емкость обмоток и ввода реактора, ошиновки реактора и выключателя, оказывается накопленной магнитная WH и электрическая W3 энергии [6]:

т • 2

Ьр 1

W = -^Е (1.2)

м 2 , 2

W = р ср (1.3)

э 2

где Lp - индуктивность реактора; Ср - эквивалентная емкость реактора и подводящих цепей; 1ср - ток среза; иср - напряжение, при котором происходит срез тока.

После среза тока в реакторе происходят высокочастотные процессы обмена энергией, запасенной в магнитном и электрическом полях реактора. В течение интервала времени взаимодействия энергиями к моменту отключения тока в электрическом поле концентрируется суммарная запасенная в реакторе энергия:

Li 2 Cu 2 CU2

р ср + р ср = р р (1.4)

2 2 2 ,

По данным источника [6] частота колебаний энергообмена составляет порядка 1-2 кГц, по данным источников [11, 13] - 1-5 кГц. Напряжение на контактах выключателя складывается из напряжения промышленной частоты и напряжения высокочастотных колебаний. Электрическая прочность межконтактного промежутка может не успеть восстановиться, в результате чего произойдет повторное зажигание промежутка (возобновление тока между контактами), и начнется восстановление напряжения на реакторе в виде высокочастотных колебаний. Процесс может сопровождаться многократными повторными зажиганиями (Рисунок 1.1) до тех пор, пока электрическая прочность между контактами не достигнет необходимого диэлектрического уровня.

Рисунок 1.1 - Процесс отключения индуктивного тока [15] На осциллограмме с высокой частотой развертки (Рисунок 1.2), полученной в независимом испытательном центре КЕМА ЭКУ ОЬ (Нидерланды) наглядно представлен процесс отключения индуктивной нагрузки со срезом тока [15].

Рисунок 1.2 - Осциллограмма процесса отключения [15]

На основе анализа литературы [5-9] можно сделать следующий вывод: постановка основной задачи исследования процессов отключения тока шунтирующего реактора сводится к определению факторов, влияющих на процесс отключения тока, а также сопутствующих электрофизических явлений, газодинамических процессов, определяющих величину тока среза и уровни перенапряжений. В таблице 1.1 представлены величины коэффициентов среза для выключателей с различными типами гашения, различными изолирующими и дугогасящими средами.

Таблица 1.1 - Токи и коэффициенты среза по всем типам выключателей

Тип выключателя Стандартные величины [11-13] 1*104

Маломасляные 5,8 -10

Воздушные 15 -20

Элегазовые автокомпрессионные (SF6 puffer type) 4-19

Элегазовые автогенерационные (SF6 auto-puffer type) 3-10

Элегазовые с магнитной системой гашения 0,39-0,77

1.3. Коммутационные процессы при отключении емкостных токов

При отключении емкостного тока (ненагруженных воздушных линий линий, кабельных линий, конденсаторных батарей) возможно появление повторных зажиганий или пробоев межконтактного промежутка. Несмотря на малые величины отключаемых емкостных токов, данный режим коммутации является сложным с точки зрения способности выключателя выдерживать прикладываемое к контактам переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) в операциях отключения с малыми временами горения дуги. То есть к моменту приложения пика ПВН, соответствующего 10 мс с момента погасания тока диэлектрический уровень межконтактного промежутка должен быть выше величины ПВН, иначе произойдет повторное зажигание или пробой (Рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Осциллограмма процесса отключения емкостного тока (испытательный центр KEMA) [17] На рисунке 1.3 показано, что при возникновении пробоя напряжение на выключателе возрастает с 2 до 3,5 о.е., на нагрузке - с 1 до 2,5 о.е. При последующем повторном пробое в этой же операции отключения напряжение на выключателе возрастает до 5,5 о.е., на нагрузке - до 4,5 о.е. (Рисунок 1.4)

Рисунок 1.4 - Осциллограмма процесса отключения емкостного тока (испытательный центр KEMA) [17] В итоге, повышение напряжения до таких величин приведет к ухудшению внутренней изоляции выключателя и к не работоспособному состоянию оборудования. Данная проблема является до сих пор актуальной, о чем говорят исследования авторов [13-14, 16-20].

Современные зарубежные стандарты МЭК62271-100 / IEEE C37.015.2009 и отечественный стандарт ГОСТ52565-2006 делят выключатели по отключающей способности емкостного тока на 2 класса:

- с низкой вероятностью возникновения повторных пробоев (класс С1),

- с очень низкой вероятностью возникновения повторных пробоев (класс

С2).

Для начальной стадии разработки выключателя класса С2 (с очень низкой вероятностью возникновения повторных пробоев), требуется разработать комплексную методику оценки отключающей способности с решением задач электростатики, газодинамики. Цель разработки методики - снижение объема проводимых НИОКР разрабатываемого аппарата, снижение затрат на дорогостоящие испытания.

1.4. Описание проблемы обратного движения блока контактов при отключении токов короткого замыкания элегазовыми выключателями автокомпрессионного типа

В работе [21] описываются процессы замедления и обратного движения блока контактов при отключении токов КЗ (Рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Характеристики кривых хода контактов [21] В работе [22] приводятся исследовании процессов при отключении больших токов КЗ. На рисунке 1.6 показано обратное движение блока контактов.

recovery voltage

001 00

-0 045

Ч

о -о 1 X

-0 155-

-0 21

эксперимент моделирование

---

__ / г X _ч ^ ч

/ .V \ч \\

00

0 02

0 04

Время (с)

0 06

0 08

Рисунок 1.6 - Кривая хода при отключении полного тока КЗ [22] В таблице ниже представлены характерные участки кривой хода контактов исследований [21, 22].

Таблица 1.2 - Характеристики кривой хода источников [21, 22]

Характерная точка (участок) кривой хода контактов [22], ход, мм, (%) [21] , ход, мм, (%)

1 фазный режим Зфазный режим 1 фазный режим

Точка остановки 168 мм (80 %) (78 %) (95 %)

Обратный ход 32 мм (15,2 %) (3-4 %) -

Наименьшее (критическое) межконтактное расстояние в противоходе 136 мм (64,7 %) (74-75 %) -

Подобные процессы замедления блока контактов, наблюдаемые в элегазовых выключателях автокомпрессионного типа также были описаны в многочисленных работах [21-24]. Большой объем исследований авторов [25-30] свидетельствует об актуальности исследования процессов отключения токов КЗ элегазовыми выключателями. Для успешного отключения необходимо обеспечение необходимого перепада давления, обеспечивающего охлаждение дуги. Мощность привода должна быть достаточной для выполнения работы по

сжатию газа под поршнем. При этом должно быть исключено резкое торможение блока контактов и возможный обратный ход. Следовательно, необходимо разработать комплекс расчета параметров ЭВ при отключении больших токов КЗ и провести его верификацию на основе эксперимента. Результатом проделанной работы будет снижение объемов НИОКР и возможность быстрой разработки коммутационного аппарата с высокими техническими характеристиками.

1.5. Выводы по главе и постановка задач исследований

В РФ элегазовые высоковольтные выключатели (ЭВВ) на класс напряжения 220 кВ разработаны около 6-8 лет назад, на классы напряжений 500-750 кВ - 2-5 лет. Тонкости коммутации малых реактивных токов и отключения токов КЗ выключателями автокомпрессионного типа этих классов напряжений детально не изучены. Для увеличения отключающей способности коммутационных аппаратов, следует сформулировать следующие задачи:

1. Исследовать факторы, влияющие на протекание процессов в режиме коммутации ШР, определить оптимальные методики расчета токов среза и оценки возникающих уровней перенапряжения при отключении шунтирующего реактора. Предложить методы эффективного снижения перенапряжений.

2. Выполнить компьютерное моделирование электрофизических характеристик ДУ выключателей, провести оптимизацию параметров.

3. Провести комплексное исследование электрофизических, газодинамических, механических характеристик на основе экспериментов на опытных образцах выключателей. Выявить особенности конструкций автокомпрессионных ДУ, влияющие на отключающую способность выключателя в режиме отключения емкостных и индуктивных токов.

4. Разработать методы оценки и повышения отключающей способности элегазового выключателя для коммутации малых токов. Разработать

математическую модель оценки отключающей способности ЭВ при отключении емкостных токов.

5. Разработать математическую модель оценки отключающей способности ЭВ при отключении тока КЗ. Разработать алгоритм действий (блок-схему) и программу расчета характеристик при отключении элегазовым выключателем токов короткого замыкания, исследовать дуговые процессы.

6. Провести верификацию предложенных методов посредством эксперимента.

8. На основе натурного эксперимента исследовать дуговые процессы и явления в новых видах коммутационной распределительной аппаратуры -газонаполненных разъединителях и заземлителях.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДИК РАСЧЕТА ТОКА СРЕЗА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗНИКАЮЩИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА ЭЛЕГАЗОВЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

2.1. Испытания и анализ процессов при отключении тока

шунтирующего реактора

Анализ процессов отключения индуктивного тока в текущем исследовании производился посредством натурного эксперимента. Коммутационные испытания были проведены в 2012 году в независимом южно-корейском испытательном центре электротехнического оборудования КЕМ. Согласно методике испытаний МЭК 62271-110 [12] рекомендуемыми величинами отключаемых токов для выключателей на классы напряжений 100-800 кВ являются 100 А и 300 А. Объектом текущего исследования является автокомпрессионный элегазовый выключатель колонкового типа серии ВГТ-УЭТМ-500 (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Элегазовый колонковый выключатель серии ВГТ-УЭТМ-500 Выключатель ВГТ-УЭТМ-500 испытывался при абсолютном давлении заполнения чистым элегазом 0,5 МПа. На рисунке 2.2 показан фрагмент осциллограммы процесса отключения тока 300 А с повторным зажиганием (ПЗ) в

нуле тока со временем горения дуги 13,8 мс. Этот рисунок иллюстрируют процесс отключения индуктивного тока 300 А с малым временем горения дуги (3,8 мс) к моменту первого перехода через ноль тока и, как следствие, недостаточной электрической прочностью межконтактного промежутка. В результате происходит повторное зажигание (возобновление тока между контактами) при определенной величине пробивного (разрядного) напряжения с продлением тока промышленной частоты 50 Гц на полпериода - 10 мс. Вертикальная линия показывает момент размыкания контактов (МРК).

800.0 кУ ии -ВОО.О «V -

ВОО.О кУ ин -воо.о им ..... -—ШЛАЛЛАЛААЛАЛлал/1

ВОО.О ив -800.0 кУ _ ^ дл..

Повторное зажигание

1.200 КА 1в 1.200 КА ...................

^ МРК Продление тока 5 МС/дел

150.7 п»з 1 ' ¿ОООпмДО 1 1 ' 182.9 ГПБ

Рисунок 2.2 - Осциллограмма отключения тока 300 А

ЦШ

Начало среза

тока

2 - Конец среза тока

Рисунок 2.3 - Фрагмент осциллограммы отключения тока 300 А На рисунке 2.4 показаны величины, характеризующие процесс среза тока: испытательное напряжение и0, падение напряжения на дуге к началу процесса

среза тока ид, напряжения начального инач.под. и максимального имакс.под.

подавления. Под максимальным напряжением подавления (имакс.под.) следует понимать пик напряжения подавления относительно земли. (Рисунок 2.4).

' макс. под.

Рисунок 2.4 - Напряжения начального и максимального подавления, падение

напряжения на дуге Величины начальных и максимальных напряжений подавления для режимов коммутации выключателем ВГТ-УЭТМ-500 тока 100 и 300 А показаны на рисунке 2.5. Из рисунка видно, что максимальное напряжение подавления возрастает со временем горения дуги, в то время как начальное напряжение подавления не зависит от времени горения дуги.

Рисунок 2.5 - Напряжения подавления в момент среза тока

и макс, подавл. ВГТ-УЭТМ-500 (режим 100 А)

и

макс, подавл. ВГТ-УЭТМ-500 (режим 315 А)

и макс, подавл. ВЭБ-УЭТМ-220 (режим 100 А)

и

макс подавл. ВЭБ-УЭТМ-220 (режим 300 А)

380 2Г 360

ос 340 £

Ш 320

го зоо

с 280 и

га 260

3 240 220 200

• у = 203,77е00346х

у = 162,82е0,054^ ♦ Я2 = 0,769

Р2 = 0,9361 # • •

♦

_ У = 224,39е0,0142х

♦ * * ♦ ■ ■ Н2 =0,7148

-.........«Г""* А у 1 91,88еа0233х

• А А А А 2 А*-**"* А = 0,7837

• 111111111 1111

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Время горения дуги (мс)

Рисунок 2.6 - Напряжения подавления в момент среза тока Рисунок 2.7 иллюстрирует интервал времени горения дуги до повторного

зажигания в нуле с последующим продлением тока на 10 мс в режиме отключения

тока шунтирующего реактора 300 А (режим 1). Интервал времени представлен

для колонковых и баковых выключателей автокомпрессионного типа со средой

элегаз (ЗБб) для классов напряжений 220-500 кВ и смеси элегаз-тетрафторметан

(8Б6 + СБ4) в пропорции 50/50 для выключателя ВГТ-1А1-220 класса напряжения

220 кВ. По оси ординат указан номер операции отключения. Результаты

несколько отличаются от данных, представленных в [15, 16].

Рисунок 2.7 - Диапазон времени горения дуги до повторного зажигания (режим отключения 300 А) элегазовых выключателей 220 -500 кВ

Рисунок 2.8 иллюстрирует интервал времени горения дуги до повторного зажигания в нуле тока с последующим продлением на 10 мс.

Рисунок 2.8 - Диапазон времени горения дуги до повторного зажигания (режим отключения 100 А) выключателей классов напряжений 220 - 500 кВ

2.2. Методики определения тока среза и оценка возникающих при отключении шунтирующего реактора уровней перенапряжений

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Черноскутов, Дмитрий Владимирович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Live tank circuit breakers, ABB Buyer's guide product information, p.p. 1152. 2014.

2. High voltage circuit breakers Guide, Siemens AG, p.p. 1-28, 2016.

3. Mitsubishi Electric power product information dead tank circuit breaker 550 kV 63 kA. 2015.

4. SF6 gas insulated switchgear 550 kV 63 kA equipped with single break GCB. Hitachi buyer's Guide, Ref. № GIS 550H1-B.

5. Шлейфман И.Л. Коммутационные перенапряжения, создаваемые выключателями высокого напряжения, доклад ХХ конференции Травэк, 2014.

6. Шиллер О.Ю. Исследование переходных процессов и разработка мероприятий по повышению надежности шунтирующих реакторов, диссертационная работа, ФГАОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет», Новосибирск, 2011.

7. Musil R.J., Preininger G., Shopper E., Wenger S. Voltage Escalation Produced by Aperiodic and Oscillating System Overvoltages in Transformer Winding, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-100, № 1, January, 1981.

8. Kawada H., Goto K., Hanamura M. Switching Surge of Shunt Reactor Caused by SF6 Circuit Breaker Operation, 87WM120-9, October 1987, pp. 11241130, IEEE Engineering Review.

9. Kobayashi A., Ishizuka H., Takahashi N., Yanabu S., Uehara K. Interrupting of 275 kV reactor and its evaluation in 3 kinds of gas-blast circuit breakers // IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 1, No.2, p.p. 97-94, 1986.

10. IEC 62271-100 High voltage switchgear and controlgear, Part 100: Alternating current circuit breakers, Edition 3.0., 2012.

11. IEC 62271-306, High voltage switchgear and controlgear - Part 306, Guide to IEC 62271-1 and other standards, related to alternative current circuit breakers, Technical report, Edition 1.0, 2012-12.

12. IEC 62271-110 High voltage switchgear and controlgear - Part 110: Inductive load switching, Edition 3.0, 2012.

13. IEEE Guide for the application of shunt reactor swithing: IEEE C 37.015.2009, New York 2009.

14. ГОСТ 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ, Москва, Стандартинформ 2007. - 87 с.

15. Inductive load switching, KEMA DNV GL Academy training course slide presentation, Arnhem, Netherlands, 2011.

16. Capacitive current switching, KEMA DNV GL Academy training course slide presentation, Arnhem, Netherlands, 2011.

17. Del^ S., Belij D., Gorenc D., Hajdarovic A., Kapetanovic M., Capacitive Current Breaking Capability Estimation for a 145 kV 40 kA GIS Circuit Breaker // 2015 3rd International Conference on Electric Power Equipment - Switching Technology (ICEPE-ST), Oct. 25-28, 2015, Busan, South Korea.

18. Smeets R.P.P. Capacitive Current Switching Duties of High-Voltage Circuit Breakers: Background and Practice of New IEC Requirements, 0-78035935-6/00,2000, р.р.. 2123-2128, IEEE.

19. Bae C.Y., Jung H.K., Choi К. Calculation of Small Current Breaking Performance of Gas Circuit Breaker Considering the Real Gas Properties of SF6 // IEEE Transactions on Magnetics, 2005, vol.41, №5, pp. 1908-1911.

20. Smeets R.P.P., Wiggers R., Chakraborty S., Bannink H., Kuivenhoven S. The Impact of Switching Capacitor Banks with Very High Inrush Current on Switchgear // Cigre Conference paper, A3-201, 2012.

21. Kapetanovich M. High voltage circuit breakers, Sarajevo, Faculty of Electrical Engineering., 2011, p. 648. ISBN: 978-9958-629-39-6.

22. Claessens L., Drews R., Govindarajan M., Lohrber H., Robin-Jouan P. Advanced Modelling Methods for Circuit Breakers. M-S., A3-106 CIGRE Conference 2006, Paris, 2006.

23. Ahmethodzic A., Kapetanovic M. Computer Simulation of High-voltage SF6 Circuit Breakers: Approach to Modeling and Application Results // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. Vol. 18, No. 4. August 2011, pp.1314-1322.

24. Kobayashi A., Yanabu S., Yamashita S., Ozaki Y. Experimental investigation on arc phenomena in SF6 puffer circuit breakers // IEEE Transactions on Plasma science. 1980. №4, PS-8.

25. Xin L. Influence of Arc Energy to Puffer Pressure Rise for SF6 Circuit Breaker, 2008 International Conference on High Voltage Engineering and Application, Chongqing, China, November 9-13, pp. 512-515, 2008.

26. Xu B., Ding R., Zhang J., Sha L, Cheng M. Multiphysics-Coupled Modeling: Simulation of the Hydraulic-Operating Mechanism for a SF6 HighVoltage Circuit Breaker // IEEE/ASME Transactions on Mechanotronics. 2016. Vol. 21, №1, February, pp.379-393.

27. Muratovic M., Kapetanovic M., Delic S., Staszak S., Janiak Z. Simulations of an Improved Operating Mechanism for High Voltage SF6 GIS Circuit Breaker, High voltage Engineering and Application 2014 Conference, DOI: 10.1109/ICHVE.2014.7035377, 2014.

28. Yoshioka Y., Tsukashi M., Nasui K. A method and applications of theoretical calculation for on-load pressure rises in SF6 puffer type gas circuit breakers // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-98, №3, pp.731-737, May/June 1979.

29. Osawa N., Yoshioka Y. Calculation of Transient Puffer Pressure Rise Taking Mechanical Compression, Nozzle Ablation and Arc Energy into Consideration // Transmission and Distribution Conference and Exhibition, pp. 82-87, 2002.

30. Suwanasri T. Investigation on No-load Mechanical Endurance and Electrical Degradation of a Circuit Breaker Model under Short Circuit Current Interruption, Ph. D. Thesis, Bangkok, Thailand 2006.

31. Mori T. Development of Gas Circuit Breaker Chambers with Low Operating Energy Based on Gas-Flow Simulation, Ph.D. Thesis, Nagoya University, February 2011.

32. Чунихин А.А., Жаворонков М.А. Аппараты высокого напряжения Учебник для ВУЗов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 432 с.

33. Ito H., Mitsubishi Electric Advance, Current Status and Future Trend of Controlled Switching System, Vol. 117, March 2007, ISSN 1345-3041.

34. Krusi U., Jonsson P.M. Increased performance of capacitor bank circuit breakers by controlled opening, A3-107, CIGRE Conference 2004, p.p.1-6.

35. Ito H., Tsutada H., Kohyamoto H., Wilson H., Billings S. Factory and field verification tests of controlled switching system, CIGRE Transactions from 2004 Science Session.

36. Черноскутов Д.В. Перенапряжения, создаваемые в процессе коммутации шунтирующего реактора высоковольтным элегазовым выключателем / Черных И.В.// Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2016. №1. С36-41.

37. Smeets R.P.P., Paske L.H. Recent standardization developments and test-experiences in switching inductive load current, 2015 3rd International Conference on Electric Power Equipment - Switching Technology (ICEPE-ST) Oct. 25-28, 2015 Busan, Korea, IEEE, ISBN 978-1-4673-7414-9/15.

38. Chang G. W., Huang H. M., Jiang-Hong L. Modeling SF6 Circuit Breaker for Characterizing Shunt Reactor Switching Transients // IEEE Trans. Power Delivery, Vol. 22, No. 3, July 2007

39. Ma Z., Bliss C.A., Penfold A. R., Harris A.F.W., Tennakoon S. B. An investigation of transient overvoltage generation when switching high voltage

shunt reactors by SF circuit breaker // IEEE Trans. Power Delivery, Vol. 13, no. 2, pp. 472-479, Apr. 1998.

40. Yong Q.M., Tianxi X., Yang L., Zhicheng Z., Fengbo T. Analysis and Characterization of the Shunt Reactor Switching Over-voltages interrupted by SF6 Circuit Breakers with Chopping Current. 2014 International Conference on Power Systems Technology, Chengdu, 20-22 October 2014. pp. 1234-1237.

41. Vahidi B., Ghatrehsamani A., Kashi S.A. Shunt Reactor Switching Simulation by EMPT. IEEE MELECON Conference 2004, May 12-15, 2004, Dubrovnik, Croatia, pp. 939-941.

42. Ramirez C., Calva P.A. Simulation of electric power circuit breakers in the EMTP incorporating electric arc models: Application to reactor bank switching and short line fault. Proceedings. 2001 IEEE Conf. on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Oct. 2001, pp. 660-664.

43. Heiermeier H. Testing of reactor switching for UHV circuit breakers // IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, no. 9, pp. 1172-1178, June. 2015.

44. Gardner G.E., Eng C., Urwin R.J. Arc Instability and current chopping in air-blast interrupter // IEEE Proceedings, Vol.124, №7, July 1977.

45. Вишневский Ю.И. Электрические аппараты высокого напряжения с элегазовой изоляцией, СПб. Энергоатомиздат, 2002. - 728 с. ISSN 5-28304753-9.

46. Важов Ф.Н., Лавринович В.А., Лопаткин С.А. Техника высоких напряжений, курс лекций для бакалавров направления 140200 -«Электроэнергетика», Томск, Издательство ТПУ, 2006, -119 с.

47. Полтев А.И. Конструкции и расчет элегазовых аппаратов высокого напряжения. Учебник для ВУЗов. Издательство Энергия, Ленинград, 1979. -240 с.

48. Балашов О.П. Техника высоких напряжений, учебное пособие для студентов специальности 140400, Рубцовск, 2012.

49. Trepanier J.-Y., Reggio M., Lauze Y., Jeanjean R. Analysis of the dielectric strength of an SF6 circuit breaker // IEEE Transactions on Power Delivery, 1991, vol. 6, issue 2, pp. 809-815.

50. Endo F., Sato M., Tsukyshi M., Yoshioka Y., Saito K. Analytical prediction of transient breakdown characteristics of SF6 gas circuit breakers // IEEE Transactions on Power Delivery, 1989, vol. 4, №. 3, pp. 1731-1737.

51. Дубинов А.Е., Летягин В.А., Михеев К.Е., Птицын Б.Г., Садовой С.А., Селемир В.Д. Исследование электрофизических характеристик элегаза. Полученные результаты, Теплофизика высоких температур, 2001, том 39, выпуск 3. C. 363-366.

52. Выключатели высокого напряжения, обзор и переводы докладов международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ-84) под редакцией Н.В. Шилина, И.А. Глебова, Москва, Энергоатомиздат, 1986. -256 с.

53. Вариводов В.Н. Особенности выбора допустимых напряженностей электрического поля в элегазовой изоляции аппаратов сверхвысокого напряжения. Прикладная физика. 2001. №5. C.40-45.

54. Song K. D., Lee B.Y., Park K.Y., Shin Y.J. Comparison of evaluation methods of the small current breaking performance for SF6 gas circuit breakers // IEEE Transmission and Distribution Conference and Exhibition, 0-7803-7525-4/02/IEEE, October 2002, pp.412-417.

55. Котов А.И. Реализация численных методов в нестационарной газовой динамике. Ученые записки 2-98, Институт высокопроизводительных вычислений, Санкт - Петербург, 1998, 54 с.

56. Ramming L., Aristizibal M. Cold characteristic development test of a new SF6 high voltage circuit breaker. Proccedings of transmission and Distribution Conference, IEEE, Caracas, 2006, p.p. 1-4. ISBN: 1-4244-0288-3.06.2006.

57. Черноскутов Д.В. Математический метод расчета электрической прочности и анализ отключающей способности высоковольтного

элегазового выключателя / Черных И.В., Хомяков Р.А // Электро. Электротехника,электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2016. №5. С 35-39.

58. Агафонов Г.Е., Пахомов М.В., Методика испытаний элегазовых выключателей на коммутационную способность в режиме отключения емкостных токов, доклад конференции ТРАВЭК, Москва, 2014.

59. Delic S., Bejlija D., Gorenc D., Hajdarovic A., Kapetanovic M. Capacitive current breaking capability estimation for a 145 kV 40 kA GIS circuit breaker, 2015 3rd International Conference on Electric Power Equipment - Switching Technology (ICEPE-ST) Oct. 25-28, 2015 Busan, Korea, IEEE, p.p.74-78.

60. ГОСТ 55195-2012 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции, Москва, ФГУП СТАНДАРТИНФОРМ, 2014. - 44 с.

61. Frohlich K., Carvalho A., Ito H. Сопйю1^ switching guide. parts I-III.,Technical brochure. А3-07 Working Group, 2004.

62. Ito H., Kamei K., Kohyama H. Current status of controlled switching of HVAC circuit breaker. SCA3, CIGRE Technical Colloquium, September 12-13th, 2007, p.p.1-8.

63. Smeets R.P.P., Wiggers R., Chakraborty S., Bannink H., Kuivenhoven S., Sandolache G. The Impact of Switching Capacitor Banks with Very High Inrush Current on Switchgear. CIGRE Session, 2012, paper A3-201, p.p.1-12.

64. Grijp M.H.B. Controlled switching in high voltage power networks, Faculty of Electrical Engineering, Case studies, p.p. 1-281, Eindhoven University of Technology, The Netherlands, 1993.

65. Hermosillo V.F. Controlled switching C-B consideration, CIGRE Presentation Seminar, Workshop A3/07, 2003.

66. Abdelmalek F.A., Fanget A., Walt M. Power quality enhancement through optimum combination of controlled switching and low scatter CB drives. CIGRE Conference 2016, paper A3-304. p.p.1-10.

67. Коммутационные аппараты высокого напряжения и электрофизические процессы при гашении дуги. Сборник научных трудов под ред. В.В. Козлова, Москва, ВЭИ имени В.И. Ленина, 1986, - 148 с.

68. Львов М.Ю., Лунин. К.А., Панфилов М.А., Ивашкин А.Н., Львов М.М. Развитие производства основного электротехнического оборудования в России для электроэнергетических сетей напряжением 110 кВ и выше // Энергоэксперт. 2013. №5 (40).

69. IEC 62271-310 High voltage switchgear and controlgear - Part 110: Electrical Endurance testing for circuit breakers above a ratrd voltage of 52 kV, Edition 2.0, 2008-03.

70. Smeets R.P.P., Sluis L.V.D., Kapetanovic M., Peelo D.F., Janssen A. Switching in Electrical Transmission and Distribution Systems. Wiley, - 424 p., 2015. ISBN: 978-1-118-38135-9.

71. Смитс Р.П.П. Моделирование износа контактов высоковольтных выключателей в течение срока службы посредством испытаний // Энергоэксперт. 2009. №1, с.с. 99-106.

72. Ильин А.С. Математическое моделирование термодинамических процессов гашения дуги в потоке элегаза в электрических аппаратах, Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., УРФУ, Екатеринбург, 2012.

73. Liu X., Tang T., Ao Y.C, Zhao Y., Huang D. Performance Analysis of High Voltage SF6 Circuit Breaker Based on Computation of Electric-Gas Flow Field. School of Electrical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang, 10023, China.

74. Gustavsson N. Evaluation and Simulation of Black-box Arc Models for High Voltage Circuit-breakers. p.p. 4-67, ISRN LITH-ISY-EX-3492-2004, Ludvika, March 2004.

75. Maximov S., Venegas V., Guardado J.L., Melgoza E. A Method for Obtaining the Electric Arc Model Parameters for SF6 Power Circuit Breakers // Proceedings of the 9thWSEAS/IASME International Conference on Electric Power Systems, High Voltages Electric Machines, p.p.1-7.

76. Проектирование электрических аппаратов, Учебник для ВУЗов под ред. Г.Н. Александрова, Ленинград, Энергоатомиздат, 1985. - 448 с.

77. Borin V., Chemeris V., Varivodov V. New Single-Break SF6 Circuit Breaker On Rated Voltage 330 kV. CIGRE Cnference 2006, A3-111. p.p.1-7.

78. Щеглов Л.В. Применение расчетных методов при разработке автокомпрессионных газовых выключателей // Электротехника. C. 12-17, Декабрь 1989.

79. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов, // Наука. Москва. 1980.

80. Lawke J.J., Ludwig H.C. Simple model for high current arcs stabilized by forced convection // Journal of Applied Physic. 1975. Vol. 46. №8.

81. Ловке Ж. Перенос излучения в дугах, Отключение токов в сетях высокого напряжения. Москва, Энергоатомиздат. 1981.

82. Ikeda H., Ueda T., Kobayashi A., Yamamoto M., Yanabu S. Development of Large-Capacity SF6 Gas Interruption Chamber and Its Application to GIS // IEEE Transactions On Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-103, № 10, October 1984.pp. 3038-3043.

83. Okamoto M., Ishikawa M., Suzuki K. Computer simulation of phenomena associated with hot gas in puffer type circuit breakers // IEEE Transactions of Power Delivery, Vol. 6, №2, April 1991.

84. Yanabu S., Mizoguchi H., Kobayashi A., Ozaki Y., Murakami T. Factors Influencing The interrupting ability of SF6 Puffer Breaker and Development of 300 kV One-Break Circuit Breaker // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems Volume PAS-101, Issue 6, June 1982.

85. Jiang X., Li X., Zhao H., Jia S., Yan J.D., Zhu K. Analysis of the Dielectric Breakdown Characteristics for a 252-kV Gas Circuit Breaker // IEEE Transactions On Power Delivery, Vol. 28, №3, July 2013, pp. 1592-1599.

86. Gonzalez J., Freton P., Reichert F., Petchanka A. PTFE Vapor Contribution to Pressure Changes in High-Voltage Circuit Breakers // IEEE Transactions On Plasma Science. Vol. 43, №. 8, Aug. 2015.

87. Bini R., Galletti B., Iordanidis A., Schwinne M., Th. Werder S. CFD in Circuit Breaker Research and Development, 2011 1st International Conference on Electric Power Equipment - Switching Technology - Xi'an - China, 978-1-45771272-2/2011, IEEE.

88. Kairouani N., Perrin B., Robin-Jouan Ph., Vassilev A. Numerical Analysis of the SF6 Dielectric Recovery in High Voltage circuit Breakers Around Current Zero. 2008, GD 2008, 17th International conference on Gas Discharge and Their Applications, 7-12 Sept. 2008, IEEE.

89. Yousfi M., Robin-Jouan Ph., Kanzari Z. Breakdown Electric Field Calculations of Hot SF6, for High Voltage Circuit Breaker Applications // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Vol. 12, No. 6; December 2005.

90. Li X., Zhao H., Jiang X., Jia S., Wang Q. Breakdown Electric Field Calculation of Hot SF6 and its Application to High Voltage Circuit Breakers. 9781-4673-0781-9/12, 2012, IEEE.

91. Smeets R.P.P., Kertesz V., Nishiwaki S., Suzuki K. Performance Evaluation of High-Voltage Circuit Breakers by Means of Current Zero Analysis, 0-7803-7525-4/02, IEEE 2002, p.p.1-6.

92. Smeets R.P.P., Kertesz V. A New Arc Parameter Database For Characterisation of Short-Line Fault Interruption Capability of High Voltage Circuit Breakers. CIGRE A3-110 paper, 2006. p.p. 1-8.

93. Smeets R.P.P., Kertesz V., Kapetanovic M., Sokolija K. Design Improvement of a 245-kV Circuit Breaker With Double-Speed Mechanism

Through Current Zero Analysis // IEEE Transactions On Power Delivery, Vol.25, №4, October 2010.pp. 2496-2503.

94. Shavemaker P.H., Sluis L.V.D., Smeets R.P.P., Kertesz V. Digital Testing of High Voltage Circuit Breakers. IEEE Computer Application in Power, 2000, p.p. 52-56.

95. Murano M., Nishikawa H., Kobayashi A., Okazaki T., Yamashita S. Current Zero Measurement For Circuit Breaker Phenomena // IEEE Transactions on Power Apparatusand Systems. Vol. PAS-94, №5, October 1975, pp. 18901900.

96. Ahmethodzic A., Kapetanovic M., Sokolija K., Smeets R.P. P., Kertesz V., Physical Arc Model with a Black Box Arc Model and Verification // IEEE Transactionson Dielectrics and Electrical Insulation Vol. 18, No. 4, 2011.

97. Yoshioka Y., Nakagawa Y. Investigation of Interrupting Performance of Puffer-Type Gas Blast Circuit Breaker Under Various Nozzle Clogging Conditions // IEEE Transactions on Power Apparatusand Systems, Vol. PAS-99, №6, November 1980, pp. 2086-2093.

98. Dhotre M.T., Ye X., Kotilainen S., Schwinne M., Bini R. CFD simulation for a self-blast high voltage circuit breaker: Mixing and Heat transfer. 2011 Electrical Insulation Conference, Annapolis, Maryland, 5 to 8 June 2011. 978-14577-0276-1/11/, 2011 IEEE, p.p. 528-531.

99. Bini R., Galletti B., Iordanidis A., Schwinne M., Werder Schlepfer Th., CFD in Circuit Breaker Research & Development. 1st International Conference on Electric Power Equipment- Xi'an, China, 2011 IEEE, p.p. 375-378.

100. Timmerman H., Groeman J.F. Developments towards H.V. substations without disconnector switches and with modern control systems. IEEE Conference Trends in Distribution Switchgears, 10-12 Nov. 1998, paper № 459, 40-45.

101. Burow S., Straumann U., Kihler W., Tenbohlen S. New Methods of Damping Very Fast Transient Overvoltages in Gas-insulated Switchgear // IEEE Transactions On Power Delivery. Vol. 29, No 5, October 2014, 2332-2339 pp.

102. Xin L., Wang N., Xu J. Arcing Model of a Disconnector and its Effect on VFTO // Plasma Science and Technology, Vol.15, No.7, Jul. 2013.

103. Yinbiao S., Bin H., Ji-Ming L., Weijiang C., Liangeng B., Zutao X., Guoqiang C. Influence of the Switching Speed of the Disconnector on Very Fast Transient Overvoltage // IEEE Transactions On Power Delivery, 2013, Vol. 28, №4: pp. 2080-2084.

104. Lalot J., Sabot A., Kieffer J. Dielectric behavior of GIS switching disconnectors comparison of possible phase opposition tests // IEEE Transactions On Power Delivery. 1988. Vol. 3, №1: p.p. 214-222.

105. Okabe S., Yuasa S., Kaneko S. Evaluation of Breakdown Characteristics of GIS for Non-standard Lightning Impulse Waveforms - Analysis and Generation Circuit of Non-standard Lightning Impulse Waveforms in Actual Field // IEEE Transactions on Dielectrics and Electric Insulation. 2013. Vol. 14, №2. p.p. 312-320.

106. Yamagata Y., Tanaka K., Nishivaki S., Takahashi N., Komukai T. Suppression of VFTO in 1100 kV GIS by adopting resistor-fitted disconnector // IEEE Transactions On Power Delivery, Vol. 12, №2, 1996; 872-879.

107. Bojic P. Bus transfer current switching in GIS by disonnector application, design criteria and testing. DOI: 10.1109/PTC.1999.826712.

108. Smeets R.P.P., Van Der Linden W., Archterkamp M., Damstra G., et al. Disconnector switching in GIS: three-phase testing and phenomena // IEEE Transactions On Power Delivery. 2000. Vol.15, № 1: p.p.122-127.

109. Ling Z. J., Yan J. D., Fang M. T. C. Electrode Evaporation and Its Effects on Thermal Arc Behavior // IEEE Transactions on Plasma Science. 2004. Vol. 32. p.p.1352-1356.

110. Wang J., Fang Ch. Laboratory On-site Measurements Of TEV Generated by Disconnector Switching in 362 kV GIS. IEEE International Symposium On Electrical Insulation, Virginia, USA, June 7-10, 1998. p.p. 681-684.

111. Титков В.В. Анализ двумерных электростатических полей на персональном компьютере IBM PC Методические указания. - Спб.: издание государственного технического универститета, 1994.

112. Черноскутов Д.В. Development and Research of Switching Performance of High Voltage Gas Insulated Disconnecting Switch // Сборник трудов международной IEEE конференции по управлению и связи, Омск, 21 -23 мая 2015 г.

113. ГОСТ 52726-2007 Разъединители и заземлители переменного тока на напряжение свыше 1кВ и приводы к ним. Москва, 2007, - 50 с.

114. IEC-62271-102 Alternating current disconnectors and earthing switches, edition 1.1, 2012-02. International Electrotechnical Comission, IEC Central Office 3, rue de Varembe CH-1211. Geneva 20, Switzerland. ISSN 978-2-88912-832-7.

115. Christophorou L. G., Olthoff J. K., Green D. S. Gases for Electrical Insulation and Arc Interruption: Possible Present and Future Alternatives to Pure SF6. National Institute of Standards and technology, 1997, USA, Gaithersburg, Technical Note 1428, - 48 p.

116. Widger P., Haddad A., Griffiths H. Breakdown performance of vacuum Circuit Breakers Using Alternative CF3I - CO2 Insulation Gas Mixture // IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation. 2016. Vol. 9. p.p. 14-24.

117. Suzuki K., Shimokawara N., Yanabu S. Current interruption by disconnecting switch and earthing switch in GIS // IEEE Proceedings, Vol. 131, №2, March 1984.

118. Yanabu S., Nishiwaki S., Mizoguchi H., Shimokkawara N. High current interruption by SF6 disconnecting switches in GIS. IEEE, SM 464-7, 1981.

119. Yanabu S., Ohishi M., Ozaki Y. Development of UHV Gas circuit breaker and disconnecting switch and their performance tests. CIGRE Symposium S06-85, 1985.

120. Ozaki Y., Ohishi M., Yanabu S. New development of 800 kV gas insulated switchgears. Toshiba review, Vol.39-8, p. 709-7012, 1984.

121. Toda H., Ozaki Y., Miwa I., Nishivaki S. Development of 800 kV GIS // IEEE Transactions On Power Delivery. 1992. Vol. 7. p.p. 316-323.

122. Черноскутов Д.В. Конструирование, разработка и исследование отключающей способности газонаполненного высоковольтного разъединителя / Черных И.В. // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. Том 59. №1. 2015. С. 108-115. ISSN 1814-1196.

123. Черноскутов Д.В. Research of High Current interruption Process in SF6 Gas Insulated Disconnecting Switch // Сборник трудов конференции 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM-2016). Челябинск, 2016. IEEE Xplore, ISBN: 978-15090-1322-7/16.

124. Yanabu S., Nishivaki S., Mizoguchi H., Shimokovara N. High Current Interruption by SF6 Disconnecting Switches in Gas Insulated Switchgear // IEEE Transactions on Power and apparatus, PAS-101, Issue 5, May 1982, pp.11051114, ISSN 0018-9510.

125. Edlinger A., Mauthe G., Pinnekamp F., Shlicht D., Schmidt W. Disconnector switch of charging currents in Metal enclosed SF6 gas insulated switchgears at EHV. CIGRE conference paper, 1984.

126. Kieffel Y., Girodet A., Biques F. SF6 Alternative development for high voltage switchgears. CIGRE Session 45, 24th-29th August 2014, Paris. Conference paper D1-305.

127. Kato T., Rokunohe T., Yamane Y., Yamamoto N. Development of SF6 Gas Insulated Disconnecting Switch with Spiral Electrodes using Motor Operating Mechanism // IEEJ Transactions on Power and Energy. 2009. Vol. 129; No.2, р.р. 369-375. ISSN: 0385-4213.