低压电器空气灭弧室气流场特性的仿真研究

采用Fluent软件建立空气灭弧室气流场分析的二维模型，针对具有不同栅片结构的空气灭弧室内部气流场进行仿真，分析出气孔结构、栅片形状、栅片相对位置等因素对灭弧室气流场特性的影响。在此基础上，针对当前空气灭弧室结构存件的问题，对电弧入口处的栅片结构以及下引弧片与第一栅片的相对位置进行优化设计，经多次修正后得到较为理想的空气灭弧室结构。仿真结果为低压空气灭弧室结构的优化设计提供了理论依据。     

高速气流作用下灭弧防雷间隙灭弧效果的研究EI北大核心CSCD

当架空输电线路遭受雷击而发生冲击闪络时,线路上安装的灭弧防雷间隙装置能够有效地保护绝缘子串免受工频电弧的烧蚀,同时能够在雷电冲击电流击穿间隙后深度抑制工频电弧。为了研究其灭弧效果,首先建立了该装置的气流控制方程组,运用ANSYS10.0软件对流体进行了气流场仿真;然后利用高速摄像机拍摄了电弧的发展过程,通过数字示波器记录了电弧电压波形,对灭弧防雷间隙的灭弧效果进行了试验验证;最后进一步探讨了不同故障电弧电流值下灭弧效果和气流速度的关系。仿真结果与试验结果表明:2.3 ms时刻高速气流速度最大且稳定地作用于电弧;试验得出气流熄灭电弧的时间为3.8 ms,一致说明该装置能快速熄灭电弧;气流速度越大,灭弧防雷间隙的灭弧效果就越好。     

高压断路器灭弧室气流场数值分析新探讨

以流体动力学为基础 ,利用流体力学计算软件包PHOENICS对典型的高压断路器灭弧室拉伐尔喷口的稳态气流场进行了数值模拟计算 ,验证了该软件包和自编程方式相结合的思想是可行的     

旋气吹弧式SF6断路器及其三维气流场特性的仿真

为了提高断路器的弧后介质恢复速度,笔者以500 kV单断口高压SF6断路器为研究对象,提出了在气体通道的上游增加旋气槽的设想,将传统的轴向吹弧改进为旋转吹弧。对有旋气槽和无旋气槽两种结构在空载开断过程中灭弧室内气流的流动特性进行了数值仿真,仿真结果表明:喷口上游加旋气槽,能实现将电弧轴向运动变为旋转运动的目的;有旋气槽时,动静触头之间的高速气流比无旋气槽结构时的高速气流更为集中,有利于负载情况下电弧能量的逸散。     

直流小电流下不同气体电弧的图像特性分析

电弧图像能够直观的反映出电弧的形貌及运动特性。为了获得不同气体介质中的电弧状态及其影响因素,文中利用可拆可视化小型样机,对直流小电流下不同气体电弧的形貌进行了拍摄和对比,并分析了电弧电压的变化规律。研究表明,随着电弧电流的减小,电弧半径减小,电弧亮度降低;随着腔体充气压力的增大,电弧中心的亮度升高,电弧电压增大;触头开距的增大,使得电弧长度增加,电弧电压升高;CO_2和N_2电弧燃烧较不稳定,N_2电弧射流引起的热气体径向喷射力更强,CO_2电弧受开距的影响更为显著。电弧图像的辅助分析方法,为实验现象的理解提供了参考,同时也为环保型气体电弧特性的研究提供了支撑。     

基于真实气体模型的SF6断路器中冷态气流场特性的仿真分析

准确地计算灭弧室内气流场特性对于SF6断路器优化设计有重要意义。基于真实气体模型(user-defined real gas model,UDRGM),运用线性插值与UDRGM相结合的方法来导入SF6的气体属性,并与流场控制方程组联合求解,研究了SF6断路器简化灭弧室冷态气流场的特性规律。通过分析监测点处的物理量发现,触头分开过程中,灭弧室内整体压力差不断增加,气体密度分布主要取决于气压的变化;在喷口区域,气压最大值出现在动触头端部中心位置,各监测点处的气压与马赫数受触头位置的影响较大,当触头运动到监测点时,马赫数与气压会发生跃变,而喷口内部两触头间的气压变化梯度却很小。结果表明,基于UDRGM建立的SF6断路器冷态气流场分析新方法可有效地提高计算精度,也为热态气流场的研究提供了基础。     

炸气流灭弧性能及应用效果分析

为了研究爆炸气流灭弧防雷间隙的灭弧特性,通过对该灭弧防雷间隙的爆炸气流工频灭弧试验,得出了该灭弧防雷间隙的工频续流电弧在4 ms时间内即被强气流吹灭,气流维持时间大于6 ms。同时建立链式电弧模型和Mayr电弧模型分别对电弧所受气流压力和爆炸气流灭弧防雷间隙的能量散失特性进行研究,并利用力学软件ANSYS14.0对强气流干扰下的电弧能量进行仿真分析。从结果分析可知电弧在气流强压力作用下能量迅速耗散,并在极短时间内被截断熄灭。在实际运行中,降低雷击事故率97%,灭弧效果明显。     

爆炸气流作用于电弧的时间分析

本文利用Matlab Simulink软件结合柯西电弧模型对爆炸气流灭弧进行仿真得出理论灭弧时间,并结合大量试验数据与理论值对比,深入讨论爆炸气流灭弧装置的灭弧时间特性证明了爆炸气流灭弧装置的可靠性。     

短路开断 SF_6 断路器灭弧室内热气流场数值分析

采用ＦＬＩＣ法计算了短路开断时ＳＦ６断路器灭弧室内热气流流场的分布，较好地模拟了灭弧室内的移动部件在开断过程中的移动情况和电弧电流的变化特性，分析了电弧与气流的相互作用情况，说明了电弧阻塞效应对气流特性的影响。     

基于喷口射流的强气流灭弧防雷装置的分析与研究*

多间隙强气流灭弧防雷装置可有效截断雷电弧,深度抑制工频电弧的发展和重燃.为进一步验证其性能,利用喷口射流原理分析耦合场的气流状态,并采用喷口射流衰减电弧模型描述电弧的耦合特性,同时在试验室环境下进行的灭弧试验与仿真结果基本吻合,证明了防雷装置动作迅速,产生的高速气流作用在雷电流衰减期,可在各喷口处将电弧截断,且电弧熄灭后不重燃.实际应用也表明,该装置安全可靠,大幅提升了输电线路防雷的有效性.     

SF_6旋弧式断路器瞬态吹弧磁场的数值分析

本文用数值方法研究SF_6旋弧式断路器的吹弧磁场。由于断路器的开断过程是一种瞬态过程,采用基于有限差分技术的Crank-Nicolson方法计算吹弧装置的瞬态电磁场,计算结果与实验数据十分吻合。通过在不同条件下对吹弧磁场的数值分析,找出了铜套结构参数与磁场的关系,研究了主电流在不同合闸相角时与含有直流分量情况下的瞬态磁场特性,特别是对电弧零区磁场的分析,提出了在电弧电流过零瞬间获得最大磁场的途径。     

弓网系统离线电弧在低气压环境下运动特性研究

弓网电弧是影响列车弓网系统稳定受流的重要因素,研究电弧的运动特性对提高弓网系统可靠性和使用寿命以及减少事故的发生具有工程应用价值.川藏铁路处于高海拔地区,气压的降低使得弓网电弧的运动特性与低海拔地区相比有显著差异.为了探明高海拔地区的弓网电弧运动特性,建立二维磁流体动力学模型,对不同气压等级、气流强度、接触线廓形条件下...     

纵向气流对电弧稳定性的影响

电弧作为能量传输媒介在焊接、冶金、电接触等领域得到广泛关注与应用。实际工况下,干扰气流无法避免,导致电弧弧根跳跃、弧柱弯曲,电弧的稳定性大幅下降,严重影响了其应用的可靠性。基于上述问题,引入纵向气流,对干扰气流作用下的电弧稳定性进行调控。通过搭建实验平台与仿真模型,定量分析了纵向气流速度、电极间隙对电弧稳定性的影响。结果表明:纵向气流可以限制电弧弧根位置,降低电弧电压波动,提高电弧的稳定性;随着电极间隙的增大,电弧稳定性变差,采用纵向气流对电弧稳定性进行调控的难度提升;纵向气流速度与电弧电压波动存在“U型”关系,随着纵向气流速度的增大,电压波动程度总体呈先减小后增大趋势。     

新型喷射气流防雷灭弧间隙的机理研究

为解决输电线路频繁遭受雷害的问题,一种安装于输电线路的新型喷射气流防雷灭弧间隙已开发并成功运用于10kv和35kv线路。采用改进的mayr电弧模型对新型防雷灭弧间隙熄灭单相接地短路电流的灭弧性能进行仿真。运用二维N-S方程和k-ε湍流模型求解喷射气流的速度和范围,以确定mayr模型的耗散系数。通过开断试验确定电弧模型的时间常数。通过对比在小电流灭弧试验中示波器波形和高速摄像机拍摄画面,所描述模型可较好的反映气流对电弧的强烈灭弧作用,证明喷射气流防雷灭弧间隙可快速、强烈灭弧。     

一种仿真SF6断路器灭弧室气流场的新方法

本文提出基于格子Boltzmann方法的一种仿真SF6断路器开断过程的新方法.以252 kV压气式SF6断路器为研究对象,建立灭弧室气流场格子Boltzmann方程,推导出气流场的格子Boltz-mann模型.通过耦合触头机械运动的开断过程,仿真得到灭弧室内气流场的变化规律,将喷口上游和喉部的压力变化曲线与试验结果对比...     

微型断路器灭弧失效分析及性能优化设计

针对目前居民用微型断路器故障频发和灭弧能力严重不足的问题,开展微型断路器灭弧失效分析及性能优化研究。在分析微型断路器灭弧失效机理的基础上,提出优化设计技术路线图,建立微型断路器失效仿真模型,分析燃弧时间与栅片数量之间的关系,分析并给出模型关键优化参数的取值,对提出的4种设计方案进行仿真分析,得出最佳优化设计方案。通过对优化前、后的微型断路器样品进行实验分析可知,与优化前相比,试品优化后的分断时间和燃弧时间均显著减少,焦耳积分明显降低。实验结果与仿真结果相符,表明该优化设计方案可明显提升微型断路器的灭弧性能和分断能力,有效提高微型断路器的可靠性、安全性和稳定性,解决微型断路器灭弧失效的难题。     

大容量SF6压气式断路器灭弧室中 瞬态热气流场的数值模拟

提出了一种分析发生在压气式断路器开断过程中灭弧室中气体流动的计算模型。并用一种新的差分法即改进型FLIC法编制程序计算了550kV双断口压气式SF     

大容量SF6压气式断路器灭弧室中瞬态热气流场的数值模拟

提出了一种分析发生在压气式断路器开断过程中灭弧室中气体流动的计算模型.并用一种新的差分法即改进型FLIC法编制程序计算了550kV双断口压气式SF6断路器在空载及负载工况下灭弧室内的气体流动,通过对比分析,得出了电弧对灭弧室内气流特性的影响.     

基于多重雷击防护的爆轰气流灭弧机理研究

当多重雷击连续向输电线路放电时,将会对电网安全稳定运行造成严重打击,雷击跳闸事故会造成重大的安全隐患与经济损失.由于目前对多重雷击的防护存在空白,故提出了一种通过雷电诱导爆轰气流的灭弧防雷装置,实现对多重雷击重复建弧防护的全覆盖.先对灭弧原理进行了简单分析论证;建立了数学模型,对爆轰气流在灭弧筒内的作用效果进行分析计算...     

爆炸气流灭弧试验与灭弧温度仿真分析

采用爆炸气流灭弧是一种最新的防雷方法。为研究爆炸气流灭弧防雷间隙灭弧暂态过程,对35 kV爆炸气流灭弧间隙进行10 k A工频电流灭弧试验,试验表明电弧在爆炸气流的强烈扰动下迅速被拉长截断,灭弧时间约为4 ms。同时根据电弧熄灭的温度判据(即当故障电弧温度降低到3 000~4 000 K时熄灭)利用有限元计算软件FLUENT对气流和电弧耦合作用暂态过程中的电弧温度进行模拟仿真。由仿真结果可知,在高速爆炸气流的作用下,电弧能量变弱,温度呈非线性下降,在4 ms时降至熄灭的临界值熄灭。为了验证试验与仿真的实际效果,进行了爆炸气流灭弧防雷间隙实地运行试验。运行试验表明:爆炸气流灭弧防雷间隙能够降低雷击跳闸率90%以上,安装灭弧间隙后的输电线路既限制了雷击过电压,又能显著降低雷击事故率,具有良好的实用性。