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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (6): 54-61.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.06.08

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基于真空开断的145 kV无氟环保型断路器绝缘特性分析*

柴子元1, 王文博1, 魏建巍1, 柴影辉1, 高振奎2, 史春玲2, 张钦尉3   

  1. 1.平高集团有限公司,河南 平顶山 467000;
    2.河南平芝高压开关有限公司,河南 平顶山 467013;
    3.郑州大学电气与信息工程学院,河南 郑州 450001
  • 收稿日期:2024-11-18 出版日期:2025-11-25 发布日期:2025-11-27
  • 作者简介:柴子元(1993-),男,河南省鲁山县人,硕士,工程师。
  • 基金资助:
    *河南省重大科技专项项目(231100240200); 平高集团有限公司科技项目(PGKJ2021-051)

Analysis of Insulation Characteristics of 145 kV Fluorine-Free Environmentally Friendly Circuit Breaker Based on Vacuum Breaking

CHAI Ziyuan1, WANG Wenbo1, WEI Jianwei1, CHAI Yinghui1, GAO Zhenkui2, SHI Chunling2, ZHANG Qinwei3   

  1. 1. Pinggao Group Co., Ltd., Pingdingshan 467000, China;
    2. Henan Pingzhi High Voltage Switchgear Co., Ltd., Pingdingshan 467013, China;
    3. School of Electrical and Information Engineering, Zhengzhou University , Zhengzhou 450001, China
  • Received:2024-11-18 Online:2025-11-25 Published:2025-11-27

摘要: 开发环保替代SF6型断路器是高压开关领域亟待解决的问题。本文提出了一种以干燥空气为绝缘气体的无氟环保型断路器设计思路与整体方案,采用三维设计软件建立了145 kV无氟环保型断路器的数值仿真模型,使用数值仿真软件进行了仿真分析,得到了断路器外绝缘关键部位的电场分布。研究结果表明断路器在不同工况下三相动静端支撑的出线导体处电场强度最大,通过对动静端支撑结构、导体连接部位的优化,断路器外绝缘结构的最大电场强度降低了34.40%,为145 kV无氟环保型断路器的研制提供了理论依据。

关键词: 无氟环保型断路器, 干燥空气, 电场分析, 结构优化

Abstract: Finding environmentally friendly alternatives to SF6 circuit breakers is an urgent issue in the field of high-voltage switchgear. This article proposes a design concept and overall plan for a fluorine free environmentally friendly circuit breaker using dry air as the insulating gas. A numerical simulation model of 145 kV fluorine free environmentally friendly circuit breaker was established using 3D design software, and numerical simulatlon software was used for simulation analysis to obtain the electric field distribution of key parts of the circuit breaker's external insulation. The research results show that the electric field strength of the outgoing conductor supported by the three-phase dynamic and static ends of the circuit breaker is the highest under different working conditions. By optimizing the structure of the dynamic and static end supports and the connection parts of the conductor, the maximum electric field strength of the external insulation structure of the circuit breaker was reduced by 34.40%, which provides a theoretical basis for the development of 145 kV fluorine free environmentally friendly circuit breakers.

Key words: fluorine free environmentally friendly circuit breaker, dry air, electric field analysis, structural optimization

中图分类号:  TM561

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