压气式SF_6断路器触头间电场的计算分析

本文采用模拟电荷法对压气式SF_6断路器模型灭弧室静电场进行计算,通过分析100％开距和50％开距两种情况的计算结果,发现下游电极头部电场强度最大,而且喷口的存在对电场分布具有很大影响。     

压气式SF_6断路器触头间电场的计算分析

本文采用模拟电荷法对压气式SF_6断路器模型灭弧室静电场进行计算,通过分析100％开距和50％开距两种情况的计算结果,发现下游电极头部电场强度最大,而且喷口的存在对电场分布具有很大影响。     

喷口型面及尺寸对SF6高压断路器介质强度恢复特性的影响

SF6高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用,从而成为灭弧室的心脏。该文以252 kV SF6断路器为研究对象,研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响;应用激波理论和拉伐尔喷口中流速与截面比的关系,研究了局部"放-收"型面及2段型面对吹弧气体的控制作用及对介质强度恢复速度的影响;比较了在不同的喷口尺寸及型面下介质强度的恢复速度,得出喷口下游的型面对开断过程中介质强度恢复速度影响显著的结论。这对SF6高压断路器喷口的优化设计及灭弧室小型化设计具有重要的实际意义。     

基于APDL与GUI动态电场计算方法研究

开断容性电流是高压断路器一项重要而且严格考核的试验项目。由于容性开断电流非常小,灭弧室内气流状态对开断过程影响较小,开断过程可近似为空载开断。此时断路器性能主要决定于灭弧室的动态电场分布,因此计算断路器在开断容性小电流时的动态电场分布有很大的工程意义。文中结合断路器灭弧室结构特点,提出了基于APDL参数化编程为主、GUI为辅进行断路器开断容性小电流过程中动态电场的计算方法。通过研究动态电场计算数学模型、动态数据模型及电场最大值的动态提取及曲线绘制等关键技术,实现断路器灭弧室的动态电场计算和绘制关键零件电场最大值的变化曲线。通过一种典型瓷柱式断路器的灭弧室动态电场计算,获得关键零件电场最大值并绘制变化曲线,以此判断动态电场分布是否满足设计要求。该方法效率高、通用性强,对开断容性小电流的断路器设计和研发具有指导意义。     

4种典型交流滤波器断路器灭弧室电场分析

内部绝缘不足是引起换流站交流滤波器(alternating current filter,ACF)断路器发生爆炸事故的原因之一,为此开展了典型ACF断路器灭弧室内部电场分布的仿真研究。首先,基于电场数值分析理论,采用Solidworks和ANSYS软件建立了4种典型550 kV ACF断路器三维数值仿真模型;然后,仿真分析了弧触头网格剖分尺寸对灭弧室电场计算结果的影响,基于仿真数据对比分析了4种结构的ACF断路器在熄弧后开断过程中灭弧室的电场分布和不均匀系数,评估了断路器灭弧室内部相对绝缘强度;最后,分析了燃弧时间和平均开断速度对典型ACF断路器灭弧室电场的影响,初步提出了优化措施。仿真分析结果表明:弧触头的剖分尺寸可取0.2~0.5 mm;4种典型结构ACF断路器灭弧室内电场分布属于稍不均匀场,在正常开断情况下都能满足绝缘裕度要求;增加燃弧时间和平均开断速度,能够减小典型ACF断路器灭弧室各部件最大场强,提高绝缘裕度。     

金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响

换流站交流滤波器断路器因切断频繁等因素发生了多起爆炸事故,威胁了电网运行安全。分析表明交流滤波器断路器合闸涌流对弧触头烧蚀产生的金属微粒,可能会引起灭弧室电场畸变进而降低设备绝缘强度,为此文中开展了金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场分布的仿真研究。首先基于电磁场数值分析理论,采用Solidworks和Ansys软件建立了550 kV ACF断路器和不同形状金属微粒的三维数值仿真模型,并仿真分析了无金属微粒情况下ACF断路器开断过程中的电场分布;然后,研究了金属微粒形状和半径对灭弧室电场分布的影响,研究表明,金属微粒的存在增加了灭弧室最大场强,且不同形状金属微粒对灭弧室电场计算结果影响程度不同,对于半球体微粒,最大场强随微粒半径增加而减小,且当其附着于静弧触头表面时对灭弧室绝缘性能影响最大;最后,基于灭弧室无金属微粒时电场优化结果,分析了静弧触头表面有金属微粒时,燃弧时间对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响,并提出了优化措施,即将燃弧时间提至5 ms时,灭弧室最大场强将小于SF6气体工程击穿场强。     

长期运行的330kV断路器灭弧室全场域电场计算分析

运用有限元计算方法,以长期运行的一相330kV断路器零部件实测尺寸为依据建立模型进行静态电场仿真计算,并与依据标准图纸尺寸建模的静态电场仿真结果进行对比分析。通过对比计算结果,讨论了灭弧室参数对电场分布以及开断产生的影响。结果表明．LW13—363型断路器在长期运行后其灭弧室零部件尺寸的变化会引起灭弧室电场的变化,造成断路器断口承受恢复电压能力下降、开断性能下降和短路开断时主触头闪络的可能性增大。     

不同灭弧室串联的双断口真空断路器分压特性研究

文中针对不同灭弧室串联构成的双断口真空断路器电压分布特性展开研究,旨在实现双断口真空断路器的自均压和最大开断能力。基于Ansoft仿真软件,建立了不同结构的12 kV真空灭弧室串联构成的双断口真空断路器电场分析模型,分析了每种组合的电压分布情况并计算了等效电容参数,通过双断口真空断路器等值电路分析了不同灭弧室串联组合的自均压效果。然后搭建了高频分压试验平台,进行了不同灭弧室构成的双断口真空断路器分压试验试验,得到了不同组合方式下的电压分布特性。结果表明:在无均压电容的条件下,通过不同灭弧室的合理组合可改善电压分布情况,获得较好的自均压效果,以提高双断口真空断路器的开断能力。文中的研究工作为减小均压电容和提高双断口真空断路器的开断能力奠定了基础。     

SF6罐式高压断路器三维电场计算与分析

基于开发的三维有限元仿真软件计算了 SF6 罐式高压断路器灭弧室内的三维电场 ,得到灭弧室内的电场强度分布 ,发现喷口对灭弧室中电场分布的影响较大 ,它的存在使触头附近电场及其变化增大 ,触头间电场更不均匀     

252kV SF_6断路器空载时压力特性试验研究

为了研究灭弧室中物性参数的动态特性,笔者对高压SF6断路器在空载状态下压气缸与喷口喉部的压力特性进行了测试,得到压气缸与喷口喉部气体压力的特性曲线。分析了压力变化与开断时间的关系,比较了不同基压下压气缸与喷口喉部气体压力特性的变化,说明了基压对断路器灭弧室内压力的影响。     

高压静电液体雾化技术

高压静电雾化具有雾滴粒径细小、粒径尺度单一、空间弥散程度广等优点,广泛应用于农牧林业病虫害防治、工业喷涂、燃烧、脱硫除尘及材料薄膜制备等领域。为有效提高燃油燃烧效率、烟气脱硫效率及药剂灭菌效率等,从破碎动力学、不稳定理论及雾化模式等出发对高压静电雾化理论进行了详细的阐述,测试了平口雾化喷嘴在针-环状组合电极下的喷雾特性。获得了雾化角、射程、沉积量分布及雾滴荷质比、索太尔(SMD)平均直径和PIV雾化流场图象等信息,并进行了分析。实验结果表明:高压静电减小了液体的表面张力和粘滞阻力,使液体容易破碎成更为细小的液滴,使雾滴尺寸分布更均匀。雾滴荷电后,带电雾滴在高压静电场的作用下容易发生二次雾化,进一步减小雾滴粒径;同时带电雾滴在电荷之间斥力作用下,弥散程度加大,且能在目标物感应出与本身电荷极性相反的电荷,从而在极化力、引力等作用下更容易被目标物所捕获。     

Nozzle extraction geometry of a liquid metal atomizer optimized bycomputer simulation of electric fields

Experimental measurements are compared with results obtained using a dedicated computer program for finite element modeling of electric fields in the vicinity of a liquid metal atomizer nozzle/tip. Good agreement between the experiment and the computer model has been achieved for two different nozzle geometries (Taylor cone and rounded tip), while paying particular attention to accuracy of the numerical solution near the tip (for equipotentials as well as derived values of field strength). In addition, the potential distribution has been calculated for several different positions of extractor voltage observed for each case. Finally, the assessment of suitability of the computer technique for qualitative consideration of the atomization process itself is presented     

低热值煤层气旋流燃烧器低负荷运行试验研究

通过对旋流燃烧器在低负荷工作状态下的冷态试验,利用热线风速仪对其出口流场进行了测量,得到了燃烧器流场的分布状况。在试验前对热线风速仪进行了标定,研究了喷口角度变化对燃烧器出口速度场的影响。分析了各种工况下的轴向、切向速度的变化状况并且通过烟气示踪定性地了解了喷口内中心回流区的形成以及喷口外射流扩展角的差异。通过分析得到,该燃烧器在不同负荷状态下均搭配各种角度喷口时能较好地组织合理的空气动力场。通过冷态试验研究,为下一步热态试验奠定了一定的理论基础。     

阵列式多管集成静电雾化试验分析

为了减小甚至消除多管集成静电雾化（multiplexed electrostatic atomization,MES）中相邻毛细管荷电射流间电场的相互作用,探索和优化MES雾化特性,通过设计错位毛细管阵列来扩大喷雾源间距,并在静电场中加介质来减小射流排斥作用,改善了电场均匀性。对不同介质作用下MES的雾化特性进行了试验...     

SF_6断路器灭弧室内电场的数值分析

采用8节点等参元法,对SF_6断路器灭弧室内断口间的电场进行了详细的计算。在此基础上分别对喷口,最大开距,主触头结构,主、弧触头间结构的配合等参数的改变对断口间电场的影响,进行了讨论。整个计算软件具有通用性强,使用方便,易于处理复杂边界,前处理简单,后处理形象、直观等优点。     

遗传算法在高压SF_6断路器电场优化中的应用

采用遗传算法,对高压SF_6断路器的部分结构进行了优化,并对电场进行了详细的计算。主要对均压环、弧触头、主触头、喷口等结构进行了优化及分析,分别进行了讨论。并且进行了综合优化。整个计算软件通用性强,使用方便,前处理简单,后处理形象、直观。     

均压环对复合绝缘子电场分布影响的研究

建立数学模型计算了复合绝缘子的沿面电场分布,利用有限元法计算了220kV线路复合绝缘子不安装均压环及安装不同形状尺寸均压环时沿面场强分布和电位分布。分析了均压环各因素变化对电场分布改善效果的影响,指出环径和罩深对端部电压分布改善效果明显,管径对电场分布改善效果好,根据各因素的综合影响,推荐了220kV复合绝缘子均压环的结构参数。     

特高压GIS中隔离开关的电场及参数计算

为获得1100kV气体绝缘变电站(GIS)中隔离开关的电场分布规律及相关参数,利用有限元软件对其气室进行了三维电场分析计算,得到了其内部电场强度分布和不同电极表面电场强度分布曲线。分析电场强度结果得出了隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值;分析接地开关静触头直径与边倒角尺寸对触头表面附近的电场分布影响从而降低了触头表面场强以提高耐压能力。利用参数化设计语言(APDL)和电场能量法计算电容参数得出的气室内不同位置电容与测试结果比较,两者相对误差<4%,证明利用电场能量法可以获得较为准确的分布电容值,进而为特高压GIS中快速暂态过电压(VFTO)的计算提供了比较准确的分布电容参数。