高壓ＳＦ６斷路器電流零區測量研究綜述

摘 要：電流零區測量對標定評價斷路器開斷性能、改進斷路器結構設計至關重要，設計一套高精度、便攜、可靠、安全的零區測量系統一直是行業的追求，國內外研究者在測量方法和測量裝置研制方面做了很多創新性工作。從高壓斷路器滅弧原理出發，梳理提出了零區測量的難點和關鍵點，綜述了國內外研究者提出的測量方案及效果。綜合考慮多維度產業需求，研制了一套便攜性和動態特性好的零區測量系統，并在實際斷路器產品試驗中進行了驗證。結果表明：該系統抗干擾性和重復性好，能夠滿足產品研發需求。結合零區測量系統研究及使用經驗，提出了零區測量系統的未來展望，為后續交直流開關的研發提供參考。

關 鍵 詞：高壓斷路器；電流零區測量；電弧電壓；弧后電流；分壓器；羅氏線圈

中圖分類號：ＴＭ８３５４ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２４）０５－０５５７－１１

高壓斷路器的核心功能是開斷電力系統中不同類型的電流，包括短路電流、負荷電流、容性電流、小感性電流和負荷電流等，對保證電網安全可靠運行至關重要。１９０７年，世界上第一臺斷路器由美國人ＫＥＬＭＡＮ發明，在此后一百多年的演變過程中，先后出現了多油斷路器、壓縮空氣斷路器、少油斷路器、真空斷路器、ＳＦ６ 斷路器和ＳＦ６替代氣體斷路器等不同熄弧介質的斷路器［１］。發展至今，在１２６ｋＶ及以上電壓等級應用中，ＳＦ６斷路器占據絕對主導地位。

隨著經濟高速發展和新能源大規模接入，我國正在建成世界規模最大、復雜程度最高的電網，超大容量開斷、柔性開斷、低頻開斷等新型開斷工況不斷涌現，對高壓斷路器的設計能力提出新的挑戰。

在電流過零前后非常短的時間內，電弧物理量的變化對評價、預測斷路器開斷能力至關重要，該過程常常被稱為電流零區［２－７］。電弧電壓峰值、電弧電阻、弧后電流峰值及到達峰值的時間等零區數據被認為是評估、預測斷路器開斷能力的關鍵參數［８－９］。然而，斷路器在超音速氣吹的作用下，電弧等離子體迅速冷卻復合，宏觀層面表現為零區電流和電壓在微秒時間間隔內急劇變化。加上斷路器試驗過程大電流、高電壓工況對測量的干擾，毫安級別的弧后電流測量難度較大。截至目前，國內外僅初步形成了零區電弧電壓和電流等寥寥幾種相對有效的測量手段，且仍然存在電流零點難準確定位、帶寬難提升等問題，對斷路器開斷技術提升形成了一定的制約。因此，有必要對零區電弧電壓和電流測量技術進行分析總結，為零區測量技術研究提供參考。

本文首先介紹高壓斷路器開斷原理和開斷過程中的電弧現象，梳理提出零區測量的難點和關鍵點，然后綜述電弧零區測量國內外研究進展以及本團隊研究工作，最后展望零區測量技術的發展趨勢，為從事該領域的研究人員提供一定的參考。

１ 零區測量難點

１.１ 高壓斷路器滅弧原理

圖１是一個典型的ＳＦ６氣體斷路器開斷過程示意圖。

高壓ＳＦ６斷路器開斷過程如下：

１）合閘狀態。斷路器動、靜弧觸頭閉合，斷路器內部無電弧產生。

２）起弧階段。當斷路器收到分閘指令后，動弧觸頭開始運動并逐漸與靜弧觸頭脫離。在強電場作用下，動、靜弧觸頭間氣體被擊穿，斷路器內部開始產生電弧。

３）燃弧階段。此時，電弧充分發展，隨著電流的增大逐步填滿噴口喉部。在高溫電弧加熱或膨脹室內冷氣體的綜合作用下，噴口上、下游之間形成較大的壓力差，產生強烈的氣吹，為動、靜弧觸頭間電弧冷卻和介質恢復創造良好條件。

４）熄弧階段。電流過零前，在斷路器強大氣吹冷卻作用下，等離子體迅速復合，引起電弧電導率降低，且電弧形態變細、扭曲或分叉，造成電弧電阻急速上升和電壓急劇變化。電流過零后數微秒內，快速暫態過電壓以極高的斜率上升，而斷路器斷口間等離子體尚未完全失去導電性，從而引起弧后電流的產生。

１.２ 零區測量難點分析

零區電弧電壓和電流測量難點分析如下：

１）被測信號及其變化率跨度范圍大，對采樣率和帶寬要求高。電壓信號變化范圍約為０～１.０×１０１０ Ｖ／ｓ，電流變化范圍約為１.０×１０－２～１.０×１０５ Ａ，要求測量裝置在整個測量范圍保持線性，并具有很大的測量帶寬，以跟蹤亞微秒時間常數的弧后電流參數。然而，受到結構、傳感器材料發熱引起電阻率變化等因素的限制，電流傳感器的帶寬提升絕非易事。

２）測量誤差的消除問題。測量誤差主要包含兩部分，一是測量回路本身引起的誤差，二是干擾信號。如圖２所示高壓斷路器試驗，被測電弧密封在斷路器內部，無法將測量線直接接到電弧兩端。雖然可以讓傳感器盡可能靠近斷路器，但傳感器和被測對象之間仍然有一段導體，不可避免會在電弧電壓測量中引入回路壓降。另外，斷路器斷口之間存在電容，電弧電壓產生的容性電流會疊加到弧后電流上，從而產生電流誤差。

３）測試系統的安全保障限制。零區電流測量主要采用分流器和羅氏線圈兩種方法。分流器是一個固定阻值的電阻，使用時與主回路串聯，在短路試驗過程中會產生巨大熱量，嚴重影響分流器結構安全和測量精度。通常采取旁路手段，控制分流器在零區開始時投切。然而，零區持續時間短，加上試驗過程存在重復擊穿的情形，對分流器的投切控制提出挑戰。對羅氏線圈而言，短路試驗過程大電流引起的電磁力和感性線圈電阻引起的損耗發熱，對其結構設計和帶寬提升帶來挑戰。

４）電流零點定位問題。羅氏線圈測量的是電流的微分信號，需要通過積分進行信號還原，沒有意義明確的零電平，為電流零點時刻的定位帶來了困難。

為克服以上難題，國內外研究者進行多方面的探索，本文按照時間順序分別進行綜述。

２ 電弧零區測量研究進展

２.１ 電弧電壓測量

電弧電壓為電弧電阻和電流乘積，即

ｕａ＝ｉＲａ （１）

式中：ｕａ為電弧電壓：ｉ為流過斷路器的電流；Ｒａ為電弧電阻。對式（１）進行求導，則有

ｄｕａ／ ｄｔ＝Ｒａ（ｄｉ／ｄｔ）＋ｉ（ｄＲａ ／ｄｔ） （２）

隨著電流逐漸減小接近于零，式（２）右端第１項為負值，且絕對值越來越大；而右端第２項為正值，其值隨著電流減小而逐漸趨于零。這會造成電弧電壓導數從正變負，導致電弧電壓先急劇上升到峰值，而后快速下降。該峰值通常會出現在過零前數微秒到數十微秒，其對評價斷路器開斷性能非常重要，是測量的重點之一。

電弧電阻是預測斷路器開斷性能的重要指標之一，從式（１）可以看出，要測量電弧電阻必須要準確測量零區電弧電壓和電流。

電弧電壓測量通常采用分壓器，分壓器接在斷路器兩側套管的接線端子上，導致被測電壓信號中不可避免會引入套管導體壓降、斷路器導體壓降等。尤其是當短路電流達到數十千安時，線路壓降甚至能夠達到電弧電壓的１０％以上，必須設法消除。需要注意的是，該壓降會隨著試驗接線方式、電流大小變化而不斷變化，進一步增加了誤差消除難度。為解決以上難題，國內外研究者做了較多的研究。

２.１.１ 國外研究進展

１９８８年，ＧＵＹ等［８］研制了一套零區測量系統，包括電弧電壓和弧后電流。該系統采用阻容分壓器進行電弧電壓測量，其精度為１％，上升時間小于２００ｎｓ。但該系統未考慮主導電回路壓降的影響，測量結果存在較大誤差。

荷蘭ＫＥＭＡ試驗室ＳＭＥＥＴＳ等［９－１０］研制了一套零區測量系統，包含電弧電壓測量部分，測量電路示意圖如圖３所示。測量電流為寄生電容電流和電弧電流之和，測定電壓為電弧電壓和分壓器兩個接線點之間線路壓降之和，其控制方程為

式中：ｉｍ和ｕｍ 分別為測量電流和電壓；ｉａ、ｉｃ、ｕａ、Ｃ和Ｌ分別為電弧電流、電容電流、電弧電壓、線路并聯電容（包括雜散電容和斷路器斷口并聯的電容器電容）和線路電感。但只有３個方程，無法求解。

在接線完成之后、正式試驗之前，需要通過額外的試驗標定確認Ｌ和Ｃ。為了獲得線路電感Ｌ，讓斷路器處于合閘狀態，測量電壓ｕｍ 和電流ｉｍ。

此時斷路器閉合，沒有電弧產生，故ｕａ、ｉｃ均為零，有

ｕｍ ＝Ｌ（ｄｉｍ／ｄｔ） （４）

根據ｕｍ 和ｉｍ，即可求解Ｌ。

為了獲得電容Ｃ，讓斷路器處于分閘狀態，在斷路器兩端施加過電壓。此時沒有電弧產生，因此，電弧電流ｉａ為零，根據式（３）則有

ｉｃ＝ｉｍ

相比于暫態過電壓，可忽略線路電感產生的壓降，則

根據ｕｍ 和ｉｍ，即可求解Ｃ。

采用該方法能夠消除回路電感引起的額外壓降，但需要額外做標定試驗，而且，當接線方式發生變化時，還需要重新試驗標定回路電感。

２０１７年，ＢＡＧＨＥＲＰＯＯＲ等［１１］研制了一套可用于在線監測系統的電弧電壓測量裝置，聯合電流互感器采集的電流信號，用于監測服役斷路器開斷過程電弧能量，評估滅弧室剩余電壓。

２.１.２ 國內研究進展

為解決線路壓降誤差，準確測量電弧電壓，１９７６年西安高壓電器研究院（ＸＩＨＡＲＩ）的彭文達［１２］撰文，介紹了該院１９６５年提出的電弧電壓測量方法。該方法采用硬件補償的方式，在電弧電壓測量回路中額外設計了一條補償回路，將線路壓降通過差動連接的方式反方向接入，從而在測量結果中去除線路壓降，獲得精確的電弧電壓測量值。但該方法用到額外的補償回路，且當試驗回路發生變化時，需要試驗前在回路中通入短路電流，對分壓器的分壓比重新進行整定，試驗工作量大。

為避免硬件補償方式存在的弊端，２００１年西安高壓電器研究院的周會高等［１３］提出了一種軟件補償方法。該方法基于這樣一種假設：當試驗接線完成后，燃弧前后試驗回路傳遞函數不變。具體做法如下：

１）在試驗接線完成后，進行一次短路試驗，獲得試驗回路的傳遞函數；

２）通過正式試驗測量獲得短路電流和回路電壓，根據電流值和試驗回路傳遞函數計算線路壓降；

３）利用回路整體壓降減去線路壓降，即可獲得電弧電壓。

軟件補償方法頻帶為５ＭＨｚ，采樣頻率為１０ＭＨｚ。該方法的缺陷是需要先做一次短路電流試驗以獲得試驗回路傳遞函數。為解決這一問題，羅時聰等［１４］研制了一套１２６ｋＶ電弧電壓測試系統，采用算法消除線路壓降，從而避免了額外的短路電流試驗。其原理是：假設線路電阻、電感不變，推導主回路電流和電壓解析表達式，采用最小二乘法對解析表達式和燃弧前的電壓、電流模型進行擬合，確定表達式的待定系數，進而計算出線路電感Ｌ和電阻Ｒ，通過測量電流數據ｉ（ｔ）可獲得線路壓降，即

該系統最快響應時間小于５μｓ，最高采樣頻率為１０ＭＨｚ。

采用與文獻［１４］類似的方法，平高集團研制了一套５５０ｋＶ電弧電壓測試系統。該系統采樣頻率為１２５ＭＨｚ，分壓器帶寬為７ＭＨｚ，響應時間小于０.１５μｓ，采用軟件補償方法消除線路壓降，滿足捕捉電弧電壓熄弧峰值的要求，能夠測量５５０ｋＶ及以下電壓等級斷路器的電弧電壓。

２.２ 零區電流

零區電流為評估斷路器開斷能力提供了關鍵信息，研究者通常對以下信息感興趣：１）電弧電壓除以電流得到的電弧電阻；２）弧后電流峰值及出現的時間；３）重燃發生后，弧后電流變化曲線等。

弧后電流持續幾微秒到數百微秒，且包含高頻的成分，要求測量裝置滿足以下要求：１）對毫安級別的小電流具有高靈敏度；２）小于０.１μｓ的時間分辨率；３）能夠耐受高級別故障電流；４）具有良好的安全防護措施，保障人員和設備安全；５）具有良好的抗電磁干擾能力。

為滿足以上技術要求，精確測量零區電流，國內外研究者做了大量的研究工作，主要圍繞分流器和羅氏線圈開展研究，這兩種方法各有優缺點。

２.２.１ 國外研究進展

從技術發展歷程來說，研究者最早采用分流器進行弧后電流測量。分流器實質是一個擁有精確阻值的電阻，與被測斷路器串聯在一起，通過測量分流器的電壓降，并結合歐姆定律即可測量獲得流過斷路器的電流［１５］。該方法原理非常簡單，但存在以下弊端：

１）短路試驗過程中，電流峰值是弧后電流的１０００～１０００００倍，傳感器必須具有很高的過載能力。

２）降低電阻發熱和提高測量靈敏度這兩個目標對分流器阻值的要求相互矛盾：為降低發熱，通常會將分流器阻值做得很低，但這又會降低信號的靈敏度和信噪比。

３）分流器要求低電阻、低電感、低集膚效應和阻值精確，制造難度大且價格昂貴。

為克服以上困難，國外同行采取了各種辦法。例如在大電流階段把分流器旁路掉；在電流過零前取消旁路，讓被測電流流經分流器。

１９７５年ＭＵＲＡＮＯ等［１６］采用０.０５Ω的分流器來提升測量靈敏度，并在分流器上并聯一個真空開關來實現分流器的旁路控制，其零區電流測量過程如圖４所示。在大電流階段真空斷路器閉合旁路掉分流器，避免分流器過熱。在電流過零前，真空斷路器分閘，將電流轉移到分流器支路，從而實現零區電流的測量。為減少分流器發熱，建議選用的真空斷路器電弧電壓控制在３０Ｖ以下。

１９７９年ＭＯＬＬ等［１７］采用在分流器上并聯二極管的方法，實現在大電流階段對分流器的旁路，二極管旁路分流器結構如圖５所示。在大電流階段，由于二極管電阻小，電流主要流經二極管所在支路。當電流小到一定程度，二極管自動關斷，電流從二極管所在支路轉移到分流器所在支路。電流過零后，弧后電流方向與二極管導通方向相反，因而無法流過二極管，只能從分流器流過，從而實現零區電流的測量。該方法關鍵在于二極管性能，要求其必須有很大的正向載流能力，小的反向恢復時間和反向漏電流等。

１９８５年，ＭＡＨＤＡＶＩ等［１８］為解決采用真空斷路器做分流器旁路開關導致裝置過于復雜的問題，設計了一種基于湯姆遜效應的旁路裝置，如圖６所示。該裝置包含一個高導電材料制成的可動桿件，桿件局部表面涂有絕緣材料，通過電磁線圈驅動實現桿件快速移動和控制分流器的投入，通過復位彈簧實現桿件復位和分流器的切出。分流器在過零前投入，測量時間持續６００μｓ。該裝置主要問題是觸頭機械滑動次數增加會降低裝置的導電性和測量可靠性。

１９８７年，ＶＯＫＵＲＫＡ等［１９］采用變壓器實現測量回路和主回路的隔離，其分流器結構如圖７所示。將分流器放在二次回路，保證測量回路安全操作，且元件造價低。在大電流階段，快速二極管導通，在電流過零前后，電流減小至二極管關斷，電流從二極管支路轉移到分流器支路，實現零區電流的測量。

１９８８年，日立公司的ＨＡＫＡＭＡＴＡ等［２０］分析短路合成試驗回路后認為，在弧后電流出現之前，電流源電流已經過零，弧后電流出現在電壓源回路上。基于此，設計了圖８所示的測量回路，可通過分流器２或分流器３測量零區電流，從而避免使用分流器１測量要承受很大電流的問題，降低對分流器大電流耐受能力的要求。分析發現，在實際試驗回路中有１０００ｐＦ左右的雜散電容，當暫態恢復電壓上升率很高時，如２５２ｋＶ、６３ｋＡ斷路器其Ｌ９０恢復電壓上升率超過１０ｋＶ／μｓ時，會產生１０Ａ左右的容性電流疊加到弧后電流上。進一步分析認為，容性電流會流過分流器２，但不會流過分流器３，采用分流器３可精確測量弧后電流。

１９８９年，ＢＬＥＺ等［２１］設計一種火花放電裝置，其結構如圖９所示，該裝置能夠快速實現分流器在大電流階段旁路，并利用該裝置對零區電流測量精度進行了分析。以５０ｋＡ額定短路電流為例，過零前電流變化斜率高達３×１０７Ａ／ｓ，且隨著電弧熄滅，電流斜率在極短的時間內趨近于零，電路對電流傳感器帶寬要求極高。研究發現，帶寬越大，傳感器對零區電流測量信號的動態跟蹤效果越好。對實際斷路器而言，傳感器帶寬５ＭＨｚ能夠實現弧后電流測量誤差小于０.１Ａ，可以滿足測量需要。

１９９３年，ＢＡＲＲＡＵＬＴ等［２２］認為，現有系統機械旁路裝置過于復雜，而常規二極管開關速度不夠快，故設計了一種基于肖特基二極管的新型分流器旁路裝置，結構如圖１０所示。肖特基二極管能夠在納秒時間內實現開關操作，可顯著提升分流器的旁路速度，但二極管的電流承載能力弱。為克服這一缺點，他們同時增加了一組反并聯電力二極管，用于承載大電流。

國外針對分流器的研究總結如下：分流器的優點是實現了電流信號的直接測量，且電流具有明確意義的零點。分流器的缺點主要有三方面：一是當試驗發生重燃或重擊穿，保護裝置必須能夠快速響應實現分流器的保護，否則會造成分流器損壞，對分流器的控制保護系統要求極高；二是分流器直接與主回路相連，測量結果存在很大干擾；三是分流器尺寸大、質量大，操作復雜且費用高昂。

鑒于分流器存在的問題，１９９３年，ＧＵＩＬＬＯＵＸ等［２３］提出了一種基于光纖法拉第效應的零區測量方法。在法拉第效應作用下，電流產生的磁場會導致光的偏轉，通過測量光信號來實現電流信號測量。該方法的一個顯著優勢是實現了主通流回路和測量回路的隔離，測量靈敏度得以進一步提高。

由于分流器存在種種弊端，更多的研究者轉而開發基于羅氏線圈的零區測量裝置。１９９５年，荷蘭ＫＥＭＡ試驗室的ＤＡＭＳＴＲＡ等［２４］提出采用羅氏線圈進行斷路器零區電流測量的方法，羅氏線圈工作原理如圖１１所示。羅氏線圈測量的是電壓信號，電壓信號與被測電流之間的關系為

ｕｍ ＝Ｍｄｉｍ／ｄｔ （７）

式中，Ｍ為羅氏線圈互感。

傳感器直接測量得到的電壓信號對應的是被測電流微分信號，需要通過積分將微分信號還原成電流信號，導致還原出的電流信號缺乏明確意義上的零點。為克服這一缺陷，相關文獻提出必須同步開展電弧電壓測量，通過電弧電壓零點確定電流零點時刻。該方法主要有以下優點：

１）電流測量傳感器尺寸小，易于轉運、攜帶和安裝；

２）主導電回路和測量回路完全隔離，測量信號干擾小；

３）動態測量范圍大，測量精度高。

如前文所述，在開斷試驗過程中，主通流回路電感會產生電壓信號疊加到電弧電壓測試結果上，被試斷路器及分壓器的電容會產生容性電流疊加到電流測量結果上。因此，在獲得原始測試數據后，需要進行數據處理才能獲得真實的電弧電壓和零區電流，數據處理方法詳見文獻［２５］。

２０００年，ＫＥＭＡ試驗室的ＳＭＥＥＴＳ等［９］發文進一步報道了電流零區測量技術進展，并對基于羅氏線圈和分壓器的零區測量系統進行了升級：電流傳感器帶寬升級到１０ＭＨｚ，電壓傳感器帶寬升級到５ＭＨｚ，采樣頻率為４０ＭＨｚ，幅值精度為１２ｂｉｔ，并配套有相應的數據處理軟件。

２０１０年以來，國外研究者將零區測量系統用于評估替代氣體的開斷性能，對替代氣體斷路器的開發起到了積極推動作用［２６－２８］。通常選擇ＳＦ６作為開斷參考基準，采用零區測量系統對不同開斷介質的弧后電流峰值、到達峰值的時間和持續時間等物理量進行測量和對比，為斷路器結構設計提供有力數據支撐。

隨著電力電子技術的發展，瑞士的研究者又重拾分流器并聯二極管方案的研究。２０１７年，ＳＣＨＵＬＴＺ［２９］設計了一個分流器反并聯二極管的測量裝置，并進行了小電流和大電流的測試。２０２０年，ＡＢＢ公司在此基礎上，進一步設計了測試樣機，并對真空斷路器和替代氣體斷路器弧后電流進行了測量［３０］。２０２１年，ＴＯＳＨＩＡＫＩ等［３１］應用零區測量系統研究了斷路器設計參數對開斷能力的影響。他們將基于羅氏線圈的零區測量系統采樣頻率提升到１００ＭＨｚ，幅值精度提升到１４ｂｉｔ。

２.２.２ 國內研究進展

早在２０世紀６０年代，我國的西安交通大學、清華大學和華中工學院已經開始零區電流測量研究。

為降低對分流器的要求，西安高壓電器研究院的彭文達等［３２］分析合成試驗回路特點，提出在電壓源回路部署分流器進行零區電流測量，以降低對分流器熱容量的要求，從而可以減小分流器的尺寸、質量和成本。所提測量電路如圖１２所示，常規接地點在分流器１和分流器２之間，為避免電壓源回路雜散電容電流流經分流器２，在分流器２和分流器３之間設置了一個接地點，采用分流器２進行零區電流測量。為避免電流源回路雜散電容電流流經分流器２，在電流源回路設置兩個輔助斷路器同時動作，切斷電流源電流。同時在電流源回路增加接地電阻和電容，在輔助斷路器開斷后，為電流源電流提供接地點。

之后，國內出現了一些對零區測量技術的應用研究，如１９９３年，華中理工大學的鄒積巖等［３３］應用分流器方法測量了擴散型真空電弧的弧后電流；１９９４年，西安交通大學的何勝銀等［３４］應用文獻［３３］提出的試驗方法，研究了真空斷路器的弧后電流特性；２０１４年，西安交通大學的朱凱等［３５］應用ＫＥＭＡ試驗室生產的電流零區測量傳感器進行了高壓氣體斷路器的零區電流測量。

２０１５年，鄭州大學的葛國偉等［３６］提出基于電流轉移的斷路器弧后電流測量方法，其電流轉移原理如圖１３所示。與文獻［２１］不同的是，在測量支路，轉移電阻只起到電流轉移的作用，弧后電流測量由安捷倫１１４７Ａ電流傳感器完成。但電流轉移存在失敗的情況，為提高電流轉移成功率，作者在零區施加脈沖橫向磁場。

２０１７年，思源電氣采用文獻［２５］方法，研制了一套電流零區測量系統［３７］。該系統采樣頻率為１００ＭＨｚ，信號幅值分辨率為１４ｂｉｔ，與ＫＥＭＡ系統一致，但未提及電流傳感器的動態特性。

３ 本團隊研究進展

面對電網建設需求，本團隊長期開展高壓斷路器開斷技術研究和裝備研發工作。近年來，項目團隊陸續攻克了高速開斷、低頻開斷和２５２ｋＶ單斷口真空開斷等一系列開斷難題。為解決這些開斷難題，項目團隊對高壓斷路器零區測量技術有著強烈的需求。但ＫＥＭＡ試驗室的零區測量系統對國內開關企業禁售，迫使項目團隊走上了零區測量系統自主開發之路。

本團隊開發的斷路器涉及ＳＦ６ 斷路器、環保氣體斷路器和真空斷路器等，額定開斷電流最高可到６３ｋＡ乃至８０ｋＡ。根據試驗需求，斷路器需要在分布于全國各地的短路試驗室開展試驗，對測量裝置的體積、質量和安裝便捷性上提出了較高的要求。從高壓斷路器開發者的角度，希望零區測量系統能滿足以下要求：

１）尺寸小、易于攜帶和安裝，能夠滿足分布于全國各地的短路開斷試驗室的測量需求；

２）測量分辨率高、動態特性好、測量范圍大，能夠滿足ＳＦ６、環保氣體和真空斷路器各種開斷工況的測量需求；

３）抗干擾能力強，數據處理算法強大，能夠適應不同短路試驗室環境；

４）設備安全性高，可重復使用，以降低開發成本。

綜合考慮以上因素，本文選擇了基于羅氏線圈的零區電流測量方法，配合分壓器同步開展零區測量，系統示意圖如圖１４所示。

由于結構參數相互制約，羅氏線圈的測量靈敏度和測量帶寬之間存在矛盾。團隊采用有限元和電路仿真相結合的方法，在保證測量靈敏度的基礎上，以提高頻率特性為目標對傳感器結構進行了優化設計。最終設計了并制造了一個結構小巧、動態特性好的電流傳感器，如圖１５所示［３８］。

經實測，電流傳感器關鍵參數如下：１）量程，１０ｍＡ～６３ｋＡ（有效值）；２）測量頻帶，１Ｈｚ～２.５ＭＨｚ（平頂）；３）靈敏度，１０Ｖ／６３ｋＡ（５０Ｈｚ）；４）長度，５１０ｍｍ；５）直徑，１２０ｍｍ。

與文獻［１８］、［２７］方法不同，本團隊提出的誤差消除方法基于軟件算法，無須額外進行單獨標定試驗去獲得主回路電感的參數。

為驗證測試系統的穩定性和可靠性，選取１臺３６３ｋＶ斷路器進行３次６３ｋＡ、Ｔ１０工況測量，燃弧時間分別為１０.３、１０.３和１０.５ｍｓ。由于該工況的等效電流只有６３ｋＡ，燒蝕對斷路器狀態改變少，且燃弧時間接近，可認為３種工況狀態一致性較好。測量的電弧電壓如圖１６所示。

從圖１６可以看出，在過零２ｍｓ之前，３次試驗電弧電壓曲線基本重合，電弧電壓隨著時間的增加基本線性上升，電弧電壓在０～４００Ｖ之間。從過零２ｍｓ開始，電弧電壓基本呈指數上升，說明在過零前斷路器強大的氣吹能力開始發揮作用，電弧開始變細導致電弧電阻和電弧電壓急劇上升。此外，過零前３次試驗電弧電壓有較大偏差，充分說明電弧電壓的不穩定性，也進一步說明了斷路器開斷能力存在一定范圍的波動。

測量獲得的典型電弧電壓和弧后電流如圖１７所示，從圖１７中可以明顯觀察到零前電弧電壓峰值和弧后電流，為評價斷路器開斷性能、標定電弧仿真模型提供參考。

本團隊將該測量系統應用于多種１２６ｋＶ及以上電壓等級的ＳＦ６ 斷路器、Ｃ４Ｆ７Ｎ環保混合氣體斷路器和真空斷路器的零區測量，已經累計獲得了上百個試驗工況的測試數據，正在對這些試驗數據進行挖掘，以進一步提升電弧仿真精度，完善高壓斷路器開斷試驗判據。

４ 未來展望

本文結合高壓斷路器設備研發需求，對零區測量系統提出以下展望：

１）通過羅氏線圈繞組的優化，進一步提升零區電流傳感器平頂帶寬至１０ＭＨｚ以上，以滿足開斷性能越來越強的斷路器弧后電流測量需求。

２）研制羅氏線圈和分流器集成裝置，融合分流器明確電流零點以及羅氏線圈的高精度、抗干擾能力強等特點，實現電流零區的高精度測量。

３）提升后處理軟件能力，使其能夠快速提取電弧時間常數、燃弧能量等數據，方便商業化應用。

４）建零區測量數據庫并挖掘價值數據，與斷路器關鍵結構參數關聯起來，實現對斷路器結構設計方案的快速評估。

本文認為測量帶寬進一步提升、羅氏線圈和分流器集成、后處理軟件以及零區測量數據庫建立和價值挖掘等方面研究尤為重要，應該加大研究力度。

５ 結 論

通過以上分析可以得到如下結論：

１）闡述了高壓斷路器滅弧原理，分析提出了零區測量的４個難點，即被測信號及其斜率跨度范圍大，對采樣率和帶寬要求高，測量回路和強電磁干擾引起的誤差，測試系統的安全限制以及電流零點定位困難。

２）分析指出電弧電壓的動態范圍在０～１.０×１０１０Ｖ／ｓ之間，測量傳感器需要很大的動態測量范圍和較高采樣率，且必須注意消除隨接線方式、電流大小變化而變化的線路壓降。

３）隨著研究者對電弧電壓測量過程認識的不斷深入和計算機技術的進步，電弧電壓測量用分壓器帶寬和采樣率不斷提升，本文研制的分壓器帶寬和采樣率已分別達到７ＭＨｚ和１２５ＭＨｚ，基本滿足測量要求。線路壓降消除技術先后經歷了硬件補償、軟件補償加標定試驗，直到目前的純軟件實現誤差消除，效率和便捷性大大提高。

４）零區電流測量技術先后經歷了分流器和羅氏線圈兩個階段。分流器的優點是可實現對電流的直接測量，有明確意義的電流零點，缺點是必須設計復雜的分流器快速旁路裝置以保護分流器，測量精度和抗干擾能力相互矛盾等；羅氏線圈的優點是測量回路和主回路隔離，抗干擾能力強，裝置小巧、成本低，零區測量分辨率高，缺點是測量結果為電流微分信號，沒有明確意義的電流零點，需同步聯合電弧電壓測量確定電流零點。

５）本團隊研制的零區電流傳感器，量程大、精度高、結構小巧，已在ＳＦ６ 斷路器、Ｃ４Ｆ７Ｎ環保混合氣體斷路器和真空斷路器上進行了應用，并累積了上百個試驗工況的測試數據，為斷路器研發提供了支撐。

參考文獻（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

［１］ＩＴＯＨ，ＣＩＧＲＥＧ．Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ［Ｍ］．Ｂｅｒｌｉｎ：ＳｐｒｉｎｇｅｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２０１９．

［２］ＶＡＮＤＨ，ＷＩＬＨＥＬＭ Ｍ Ｃ．Ｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７２，１２（３）：７１４－７２０．

［３］ＨＥＲＭＡＮＮＷ，ＫＯＧＥＬＳＣＨＡＴＺＵ，ＮＩＥＭＥＹＥＲＬ，ｅｔａｌ．ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａａｒｏｕｎｄｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｉｎＨＶ ｇａｓｂｌａｓｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７６，９５（４）：１１６５－１１７６．

［４］ＥＬＡＫＫＡＲＩＦＲ，ＴＵＭＡ Ｄ Ｔ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｉｅｎｔａｎｄｚｅｒｏｃｕｒｒｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｒｃｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｂｙｆｏｒｃｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７７，９６（６）：１７８４－１７８８．

［５］ＧＩＲＡＲＤＡ，ＢＥＲＮＡＲＤＧ，ＭＡＬＫＩＮＰ．Ｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｓｉｎｍｅｄｉｕｍ ｖｏｌｔａｇｅｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９９１，６（２）：８４９－８５７．

［６］ＫＮＯＢＬＯＣＨＨ，ＨＡＢＥＤＡＮＫ Ｕ．Ａｒｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｔｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏ：ａｔｏｏｌｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｂｒｅａｋｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆＳＦ６ｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓａｔｓｈｏｒｔｌｉｎｅｆａｕｌｔｓ［Ｃ］／／ＥｌｅｖｅｎｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ：ＩＥＴ，１９９９：２０５－２０８．

［７］ＶＡＮＬＥＰＡ，ＰＯＰＯＶＭ，ＶＡＮＤＳＬ，ｅｔａｌ．Ｖａｃｕｕｍｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｐｈｅｎｏｍｅｎａ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｌａｓｍａＳｃｉｅｎｃｅ，２００５，３３（５）：１５８９－１５９３．

［８］ＧＵＹＳＴ，ＭＩＣＨＥＬＬ，ＭＡＲＣＬ，ｅｔａｌ．Ａ ｎｅｗ ｃｏｎｃｅｐｔｉｎｐｏｓｔａｒｃａｎａｌｙｓｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｏｗｅｒｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９８８，３（３）：１０３６－１０４４．

［９］ ＳＭＥＥＴＳＲ ＰＰ，ＫＥＲＴＥＳＺＶ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈａｖａｌｉｄａｔｅｄａｒｃｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＩＥＥ ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，２０００，１４７（２）：１２１－１２５．

［１０］ＳＭＥＥＴＳＲＰＰ，ＫＥＲＴＥＳＺＶ，ＮＩＳＨＩＷＡＫＩＳ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｂｙｍｅａｎｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏａｎａｌｙｓｉｓ［Ｃ］／／ＩｎＩＥＥＥ／ＰＥＳＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ．Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ：ＩＥＥＥ，２００２：４２４－４２９．

［１１］ＢＡＧＨＥＲＰＯＯＲＡ，ＲＡＨＩＭＩＰＯＲＤＡＮＪＡＮＩＳ，ＲＡＺＩＫＡＺＥＭＩＡ Ａ，ｅｔａｌ．Ｏｎｌｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒｏｆｇａｓｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｕｓｉｎｇａｒｃｖｏｌｔａｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，２０１７，３２（４）：１７７６－１７８３．

［１２］彭文達．電弧電壓的測量［Ｊ］．高壓電器，１９７５，１１（３）：６１－７２．

（ＰＥＮＧＷ Ｄ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆａｒｃｖｏｌｔａｇｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，１９７５，１１（３）：６１－７２．）

［１３］周會高，王安，裴振江，等．電弧電壓測試中消除斷路器內部導電回路壓降方法的研究［Ｊ］．高壓電器，２００１，３７（５）：１４－１７．

（ＺＨＯＵＨＧ，ＷＡＮＧＡ，ＰＥＩＺＪ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｃｏｎｄｕｃｔｏｒ′ｓｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐ ｉｎｓｉｄｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｄｕｒｉｎｇａｒｃｖｏｌｔａｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２００１，３７（５）：１４－１７．）

［１４］羅時聰，范杰，候宇飛，等．高壓斷路器電弧電壓測量的導體附加壓降消除方法［Ｊ］．高壓電器，２０１７，５３（３）：５－１０．

（ＬＵＯＳＣ，ＦＡＮＪ，ＨＯＵＹＦ，ｅｔａｌ．Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｉｎｄｕｃｅｄａｄｄｉｔｉｏｎａｌｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐｉｎｔｈｅａｒｃｖｏｌｔａｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２０１７，５３（３）：５－１０．）

［１５］ＰＡＲＫＪＨ．Ｓｈｕｎｔｓａｎｄ ｉｎｄｕｃｔｏｒｓｆｏｒｓｕｒｇｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕｏｆＳｔａｎｄａｒｄｓ，１９４７，３９（３）：１９１．

［１６］ＭＵＲＡＮＯＭ，ＮＩＳＨＩＫＡＷＡ Ｈ，ＫＯＢＡＹＡＳＨＩＡ，ｅｔａｌ．Ｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎａ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９７５，９４（５）：１８９０－１９００．

［１７］ＭＯＬＬＲ，ＳＣＨＡＤＥＥ．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｔｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｉｎａＳＦ６ｇａｓｂｌａｓｔｂｒｅａｋｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌＰｈｙｓｉｑｕｅＣｏｌｌｏｑｕｅｓ，１９７９，４０（７）：３０９－３１０．

［１８］ＭＡＨＤＡＶＩＪ，ＳＣＨＡＥＦＦＥＲＡ，ＶＥＬＯ Ｃ，ｅｔａｌ．ＮｅｗｍｅａｎｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｚｅｒｏｉｎａｎＡＣｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＡ（ＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ＭａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｒｅｖｉｅｗｓ），１９８５，１３２（５）：２８５－２９０．

［１９］ＶＯＫＵＲＫＡＶ，ＡＣＫＥＲＭＡＮＮ Ｕ，ＳＣＨＡＤＥＥ．Ｎｅｗｄｅｖｉｃｅｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｓｉｎｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｊ］．ＲｅｖｉｅｗｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，１９８７，５８（６）：１０８７－１０９５．

［２０］ＨＡＫＡＭＡＴＡＹ，ＫＵＲＯＳＡＷＡＹ，ＮＡＴＳＵＩＫ，ｅｔａｌ．Ｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｖａｃｕｕｍ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒａｆｔｅｒｌａｒｇｅｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９８８，３（４）：１６９２－１６９７．

［２１］ＢＬＥＺＢ，ＧＵＩＬＬＯＵＸＣ．ＰｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅＳＦ６ｃｉｒｃｕｉｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９８９，４（２）：１０５６－１０６２．

［２２］ＢＡＲＲＡＵＬＴＭ，ＢＥＲＮＡＲＤ Ｇ，ＭＡＦＴＯＵＬＪ，ｅｔａｌ．Ｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｏｗｎｔｏｔｈｅｔｅｎｍｉｌｌｉａｍｐｅｒｅｓｒａｎｇｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９９３，８（４）：１７８２－１７８８．

［２３］ＧＵＩＬＬＯＵＸＣ，ＴＨＥＲＭＥ Ｙ，ＳＣＡＲＰＡ ＰＧ，ｅｔａｌ．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆＨＶ ｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｔｅｓｔｓｗｉｔｈＩＴＲＶ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ，１９９３，８（３）：１１４８－１１５４．

［２４］ＤＡＭＳＴＲＡＧＣ，ＫＥＲＴＥＳＺＶ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａ１０ＭＨｚｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９５，１４２（２）：１２５－１３２．

［２５］米爾薩德卡普塔諾維克．高壓斷路器———理論、設計與試驗方法［Ｍ］．北京：機械工業出版社，２０１５．

（ＫＡＰＥＴＡＮＯＶＩＣ Ｍ．Ｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＭａｃｈｉｎｅＰｒｅｓｓ，２０１５．）

［２６］ＭＡＮＴＩＬＬＡＪ，ＣＬＡＥＳＳＥＮＳＭ，ＫＲＩＥＧＥＬＭ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｆｒｉｅｎｄｌｙ ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｋｅｔｏｎｅｓｂａｓｅｄ ｍｉｘｔｕｒｅａｓｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｅｄｉｕｍ ｉｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｃ］／／ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｕｎｃｉｌｏｎＬａｒｇｅＥｌｅｃｔｒｉｃＳｙｓｔｅｍ．Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ：ＩＥＥＥ，２０１６：３４３－３４８．

［２７］ＫＩＥＦＦＥＬＹ，ＩＲＷＩＮ Ｔ，ＰＯＮＣＨＯＮ Ｐ．ＧｒｅｅｎｇａｓｔｏｒｅｐｌａｃｅＳＦ６ ｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｇｒｉｄｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙＭａｇａｚｉｎｅ，２０１６，１４（２）：３２－３９．

［２８］ＵＣＨＩＩＴ．ＴｈｅｒｍａｌｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆＣＯ２ｇａｓａｎｄＣＯ２Ｂａｓｅｄｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｃ］／／Ｉｎ１８ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＧａｓＤｉｓｃｈａｒｇｅｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｇｒｅｉｆｓｗａｌｄ，Ｇｅｒｍａｎ：ＩＥＥＥ，２０１０：７８－８１．

［２９］ＳＣＨＵＬＴＺＴ．ＰｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｆｏｒＨＶＤＣａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰｌａｓｍａＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌ，２０１７，４（２）：１３７－４０．

［３０］ＶＯＴＴＥＬＥＲＴ，ＳＴＯＬＬＥＲ Ｐ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｌｏｐｅ（ｄＩ／ｄｔ）ａｎｄｔｈｅｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｇａｓｆｉｌｌｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ［Ｊ］．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，２０２０，９１（２）：１７－２４．

［３１］ＴＯＳＨＩＡＫＩＳ，ＨＩＤＥＹＵＫＩＫ，ＭＡＳＡＮＡＯ Ｔ，ｅｔａｌ．Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒｓｉｚｅ ｅｆｆｅｃｔｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅ ｇａｓ ｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｏｎｔｈｅｒｍａｌｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２１，１６：２１５－２２５．

［３２］彭文達，朱群輝．在威爾回路中測量弧后電流［Ｊ］．高壓電器，１９８２，１８（２）：５－１０．

（ＰＥＮＧＷ Ｄ，ＺＨＵ Ｑ Ｈ．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｈｅＷｉｌｌｃｉｒｃｕｉｔ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，１９８２，１８（２）：５－１０．）

［３３］鄒積巖，程禮椿，伍小生．擴散型真空電弧的弧后電流［Ｊ］．華中理工大學學報，１９９３，２１（６）：４－８．

（ＺＯＵＪＹ，ＣＨＥＮＧＬＣ，ＷＵＸＳ．Ｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｄｉｆｆｕｓｉｏｎｔｙｐｅｖａｃｕｕｍ ａｒｃ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９３，２１（６）：４－８．）

［３４］何勝銀，馬志瀛．縱磁真空滅弧室的弧后電流［Ｊ］．高壓電器，１９９４，３０（４）：５－９．

（ＨＥＳＹ，ＭＡ ＺＹ．Ｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｖａｃｕｕｍ ａｒｃｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｃｈａｍｂｅｒ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，１９９４，３０（４）：５－９．）

［３５］朱凱，李興文，趙虎，等．高壓氣體斷路器弧后電流特性的實驗研究［Ｊ］．中國電機工程學報，２０１４，３４（２１）：６－１４．

（ＺＨＵＫ，ＬＩＸＷ，ＺＨＡＯＨ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｇａｓｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１４，３４（２１）：６－１４．）

［３６］葛國偉，廖敏夫，程顯，等．基于電流轉移的斷路器弧后電流測量方法［Ｊ］．高電壓技術，２０１５，４１（９）：３１５６－３１６３．

（ＧＥＧＷ，ＬＩＡＯＭ Ｆ，ＣＨＥＮＧＸ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｓｔａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｅｒ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５，４１（９）：３１５６－３１６３．）

［３７］喬榛，郭自德，顧巍，等．高壓斷路器零區測量系統的開發與應用［Ｊ］．高電壓技術，２０１７，４３（６）：２０５５－２０６１．

（ＱＩＡＯＺ，ＧＵＯＺＤ，ＧＵＷ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｕｒｒｅｎｔｚｅｒｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，４３（６）：２０５５－２０６１．）

［３８］鐘建英，占小猛，翟小社，等．基于高頻電磁仿真的零區電流傳感器設計［Ｊ］．高壓電器，２０２３，５９（２）：１－６．

（ＺＨＯＮＧＪＹ，ＺＨＡＮＸＭ，ＺＨＡＩＸＳ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｚｅｒｏｚｏｎｅｃｕｒｒｅｎｔｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２０２３，５９（２）：１－６．）

（責任編輯：景 勇 英文審校：尹淑英）

特邀專家 鐘建英，２００６年畢業于沈陽工業大學電機與電器專業，教授級高工、博士生導師，中國電氣裝備集團科學技術研究院有限公司執行董事、總經理，輸變電裝備技術全國重點實驗室常務副主任，國務院特殊津貼專家，國家高層次人才，中國電機工程學會理事。從事輸變電裝備研究，主持國家、省（部）級科研項目１１項，解決了開關設備２６項世界技術難題，完全打破國外技術壟斷。研制的４種開關設備列為國家能源領域首臺（套）重大技術裝備項目，出版著作５部，發表學術論文１３９篇，授權發明專利７１項，制訂國家、行業標準８項。獲得中國優秀發明專利獎４項，省部級科學技術獎特等獎２項、一等獎９項。

基金項目：國家重點研發計劃項目（２０２１ＹＦＢ２４００６０４）；國家電網有限公司科技項目（５５００２０２４３２１４１Ａ１１ＺＮ）。