SF_6全封闭组合电器中断路器触头间电场分布的有限元分析

用有限元法对SF_6全封闭组合电器中断路器灭弧室静电场进行了数值计算。通过对触头分开距离为100％开距、50％开距和20％开距情况下的电场计算,获得了不同情况下灭弧室的电场分布情况和沿触头表面的电场强度分布情况,确定出最大电场强度在静触头头部的弧部处。本文的计算结果为对国外引进技术的消化、吸收,完成产品的国产化研究,即为实现灭弧室电场的最佳分布,进而为解决产品的绝缘问题提供了依据。     

10kV户外真空断路器灭弧室电场数值分析

采用有限元法对10KV真空断路器灭弧室内部电进行计算分析，得出不同外绝缘情况下的电场分布情况，通过对真空灭弧室在不同外绝缘尺寸，厚度等条件下悬浮电位的计算及灭弧室内部电场进行的一系列仿真分析，为户外真空断路器的设计及其外绝缘设计提供了理论根据。     

SF6全封闭组合电器在中断路器触头间电场分布的有限元分析

用有限元法对SF6全封闭组合电器中断路器灭弧室静电场进行了数值计算，通过对触头分开距离为100%开距、50%开距和20%开距情况下的电场计算，获得了不同情况下灭弧室的电场分布情况和沿触头表面的电场强度分布情况、确定出最大电场强度在静触头头部的弧部处，本的计算结果为对国外引进技术的消化、吸收，完成产品的国产化研究，即为实现灭弧室电场的最佳分布，进而为解决产品的绝缘问题提供了依据。     

基于多变量优化的真空灭弧室绝缘设计

采用ANSYS软件包对真空灭弧室内部电场进行数值计算与模拟，并对不同主屏蔽罩结构灭弧室内部电场、动静触头表面及主屏蔽罩表面电场分布进行对比分析，研究了主屏蔽罩及动静触结构对真空灭弧室电场的影响.结果表明：主屏蔽罩端部和动静触头端部及背部是场强最大值集中处，易产生电击穿，是真空灭弧室绝缘结构优化设计的关键.通过灭弧室内部电场逆问题求解，实现了对主屏蔽罩端部和动静触头型面优化设计.     

新型旋气喷口对高压SF6断路器三维电场的影响

由于新型旋气喷口在喷口上游引入旋气槽,使灭弧室内部电场分布发生变化.采用有限元法,分析了旋气喷口对灭弧室电场造成的影响.通过改变旋气喷口的结构参数,如旋气槽的数量及偏转角度,对比得到了无槽结构和不同旋气喷口断路器在开断过程中,灭弧室内的最大电场强度变化及旋气槽内电场的变化规律.三维电场计算结果表明,新型旋气喷口绝缘性能良好,对灭弧室内部电场影响较小,从电场角度充分证明了旋气喷口的可行性.     

基于有限元法的高压SF6断路器三维电场分析

为了满足多介质复杂结构三维电场逆问题对三维电场数值计算提出的高精度和高效率的要求,以有限元方法为基本理论,编制了基于四面体网格剖分的三维电场有限元计算平台.运用计算平台对高压SF₆断路器灭弧室内的三维电场进行了准确计算,根据灭弧室内的电场分布对动触头结构进行优化分析,得到了高压SF₆断路器内部等位线分布图、等电场强度分布图和不同动触头结构下的最大电场强度值.算例计算结果证明了该计算平台能被应用于三维电场逆问题的求解.     

高压SF6断路器灭弧室电场逆问题求解研究

采用有限元法对高压SF6断路器灭弧室内电场分布进行数值仿真求解,计算分析了灭弧室内部动、静触头在开断过程中不同行程下电场分布情况，得到了全场域最大场强所在位置，以及动、静主触和弧触沿面场强分布，研究了灭弧室内部绝缘的主要影响因素，并将仿真结果进行可视化处理.在此基础上进行电场逆问题求解，实现灭弧室内部结构优化设计.在优化设计中分别采用零阶方法和一阶方法，以动、静触头几何结构为优化设计变量，以灭弧室内部最大场强最小为优化目标函数，循环迭代次数为停止准则，进行灭弧室电场逆问题研究.并将优化结果与产品结构进行对比分析，证明了优化设计的可行性和有效性.     

复燃和截流过电压作用下真空断路器灭弧室内的电场分析

采用暂态电路模型对真空断路器开断空载变压器时由复燃和截流引起的过电压进行了数值模拟，并对暂态过电压的频率成分进行了离散的傅立叶分析，以此作为真空断路器的边界夺件，采用有限元法进行了计算，给出了灭弧室内的暂态电场分布和电场强度随时间变化的曲线，讨论了暂态电场的一些特征，为真空断路器的绝缘设计提供了参考.     

SF6高压断路器灭弧室中触头对电场分布的影响

采用等参元有限元法对罐式断路器灭弧室区域的三维电场进行了计算．着重分析了触头对电场分布的影响，给出了触头截面上的电场强度分布．对触头问相对位置的变化对电场的作用进行了研究和分析。并给出了电场强度的数值对比．     

SF6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算

提出了变形流体网格两步法并对可压缩气体非稳态控制议程进行了数值求解,此方法可解决跨音速、冲击波共存的情况。对SF6断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况,解决了SF6断路器灭弧室内具有大畸变的粘性流体的数值计算。并对灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算。     

直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析

直流真空断路器采用人工过零的方式实现故障开断,是当前直流系统兼具经济性与可靠性的控保方式之一,其弧后介质恢复特性是判定故障开断成功与否的关键条件。为探究直流真空断路器电磁与机电参数耦合作用下介质恢复特性的影响因素,本文基于连续过渡模型、能量守恒定律和电荷守恒定律,建立了零区带电粒子数密度计算模型,研究了触头型面参数和零前电流下降率影响下的零区带电粒子数密度分布;通过搭建12 kV直流真空断路器配永磁斥力机构运动特性测试平台,实验测得机构位移-时间特性曲线,研究了短路开断电流、零前电流下降率和换流投入时刻影响下的零区极间距分布。在此基础上,基于漂移扩散方程、Maxwell-Stefan方程和泊松方程,建立了弧后鞘层发展模型,以求得电磁与机电参数影响下的电场强度最大值;并与零区金属蒸气压和短路开断电流影响下的临界击穿电场强度进行对比分析,进而评估不同换流投入时刻、零前电流下降率、暂态电压上升率、触头直径下的弧后介质恢复强度。此外,求得了直流真空断路器可靠开断时零前电流下降率和换流投入时刻的极限安全域,以及电磁与机电参数耦合作用下的最小安全间隙与开断电流极限,为设计满足可靠开断要求的直流真空断路器灭弧系统结构参数与换流参数群组提供解决方案。     

1 100 kVGIS中隔离开关及故障接地开关

利用有限元软件对1 100 kVGIS隔离开关气室及故障接地开关气室进行三维电场分析计算.针对复杂的分析实例，采用不同的参数设置进行网格划分，同时对结构复杂区域进行子建模以放大复杂区域.获得不同开距下隔离开关气室电场强度分布和动触头表面电场强度分布曲线.通过分析电场强度结果，得出不同开距下隔离开关气室内电场强度较大的位置及其电场强度比值.分析故障接地开关气室中盆式绝缘子表面的电场分布情况，结果表明，盆子端部倒角处尺寸对电场强度影响较大，从而为隔离开关气室及故障接地开关室的结构设计提供理论依据.     

【特约】1100kV GIS中隔离开关及故障接地开关电场数值分析

利用有限元软件对1 100 kVGIS隔离开关气室及故障接地开关气室进行三维电场分析计算.针对复杂的分析实例,采用不同的参数设置进行网格划分,同时对结构复杂区域进行子建模以放大复杂区域.获得不同开距下隔离开关气室电场强度分布和动触头表面电场强度分布曲线.通过分析电场强度结果,得出不同开距下隔离开关气室内电场强度较大的位置及其电场强度比值.分析故障接地开关气室中盆式绝缘子表面的电场分布情况,结果表明,盆子端部倒角处尺寸对电场强度影响较大,从而为隔离开关气室及故障接地开关室的结构设计提供理论依据.     

间插大伞片对绝缘子局部电场分布的影响

为了探求大伞片的插入对绝缘子覆冰闪络电压的影响,以110 k V复合绝缘子为计算模型,以实际运行时的绝缘子覆冰形态为研究对象,通过对二维电场Laplace方程进行求解,分析了在不同覆冰情况下,间插大伞片数量和结构对端部电场强度的影响,得到间插不同大伞片电场的最优解.计算结果表明:无覆冰条件下,大伞片的插入对绝缘子电位分布几乎没有影响;覆冰条件下,绝缘子中均匀插入三片或四片大伞片,可提高冰闪电压,提高绝缘子串的绝缘性能.     

开关磁通永磁同步电动机设计与静态特性

为了获得较宽的恒功率弱磁调速区域,设计出一台12/10极开关磁通永磁电动机.根据电动机的结构特点、运行原理并结合双凸极永磁同步电动机的设计方法确定电动机主要尺寸的初始值,在Ansoft软件中建立电动机的物理模型,基于有限元法研究电动机在特殊位置下的磁场分布、气隙磁密、静态特性、弱磁特性及结构尺寸变化对转矩的影响.分析结果表明,该电动机弱磁效果明显,定位力矩幅值偏大,改变永磁体磁化方向的长度和转子齿宽可以有效地降低定位力矩,研究结论对电动机的优化设计、分析及控制提供了依据.     

基于Davenport谱风机叶片旋转状态下的应力分析

为了确保风力机叶片安全可靠运行,对其进行了旋转工况下的应力分析.以UG建立的叶片实体模型为研究对象,运用更加贴近实际工况的Davenport风谱建立了近海风场,利用Newmark法求解了结构运动方程,并在与文献试验结果对比的基础上,数值模拟了叶片应力分布.研究结果表明,风力机叶片的位移响应与应力响应幅值均随来流风速的增加而增加,旋转速度和来流风速均对叶片在相对弦长和相对翼展方向上的最大mises应力变化趋势有明显影响,该结果可以为风力机叶片优化设计提供参考.     

喷口长度对超高压SF6断路器影响及混沌识别

为有效控制喷口区域气流参数,提高流路气流气吹能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出具有不同管道长度的喷口流动结构.采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟,得到断口区域气流压力、密度、速度及马赫数的变化,并且对混沌特性进行了识别.开断过程中喷口管道冷气流流动行为表明,改变喷口长度可以有效调控灭弧室内气流流动,同时明显改变了对介质恢复特性起主要作用的喷口上下游压力差.通过对比分析得出,喷口长度是调控管道内气流流动的主要参数之一,且开断过程中伴随有混沌现象.