SF6断路器磁流体二维电弧模型化与仿真

为反映SF₆断路器在短路开断过程中电弧与气流的作用,以磁流体力学理论为基础建立了SF₆电弧二维物理数学模型,考虑了电场、磁场、湍动气流场及辐射场间的耦合作用及SF₆气体物性参数随吹弧气流温度与压力变化对电弧等离子体的影响.采用有限体积法对SF₆断路器短路大电流开断时的稳态电弧进行数值仿真,定量分析了SF₆电弧与电磁及可压缩、有粘、有源、湍动气流间的相互作用.研究发现,电弧提高了灭弧室喷口上下游气流的压力差,并且电弧半径也因自身电磁力的作用而不断变化,在喷口喉部较大,而在电极附近较小.     

SF6发电机保护断路器液压机构特性研究

以SF₆发电机保护断路器为研究对象，以机械动力学、流体力学、数值求解技术以及计算机技术为支撑，根据能量守恒定律和贝努利方程及气流特性建立了配氮气储能液压机构的压气式SF₆发电机保护断路器操动机构和灭弧室联合模拟的数值计算模型.并对此进行了程序设计，得出空载及有载开断过程中断路器机构运动特性和灭弧室气体压力特性，可提高断路器操动机构动作的可靠性，为提高断路器开断能力提供理论参考.     

550 kV超高压SF6断路器喷口研究

开断与关合性能是高压断路器的最基本性能，也是最为重要的研究内容.断路器喷口对开断与关合性能影响很大，喷口是决定特高压断路器开断性能的关键部件，也是特高压断路器设计的核心.以550 kV SF₆断路器为研究对象，对超高压断路器喷口制造工艺进行深入研究，实现超高压断路器用喷口的制造.     

高压SF6断路器三维动态电弧仿真

为了研究高压SF ₆断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律.     

超高压断路器出线套管电场数值计算与绝缘分析

以800 kV罐式SF₆断路器为主要研究对象,根据超高压断路器产品的技术要求,针对断路器出线套管初步设计结构,在满足产品技术条件和工程要求前提下,进行基于电场数值求解绝缘性能分析.建立了断路器出线套管轴对称电场数学模型,并进行了出线套管场域电场数值模拟及可视化处理,确定了800 kV罐式SF₆断路器出线套管绝缘设计结构,为产品开发提供数值实验基础.     

SF6断路器开断电场和气流场统一求解的研究

应用ANSYS商用软件包对500 kV单断口高压SF₆断路器内部的电场、流场进行了二维建模与求解的研究.断路器的介质恢复特性决定于开断过程电场和流场的相互作用，由于两者计算区域不同，而且其计算边界条件又有差别，从而导致数值计算时网格生成很难达到完全一致，从而导致计算精度受到直接影响.因此，从解决网格生成入手，进行了其电场、气流场的数值求解研究，得到了断路器内部电场、流场情况分布图，并对结果加以分析，为高压SF₆断路器的绝缘设计提供了理论依据.     

自能式SF6断路器灭弧室气压特性及对开断性能的研究

自能式SF6断路器的灭弧室体积的大小对开断过程中的影响很大,灭弧室体积较大,电弧加热气体气压较低,不足以熄灭电弧体积较小,短燃弧熄弧能力较强,但长燃弧熄弧能力较弱.以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对几种不同结构参数的自能式SF6断路器的开断能力进行了研究.所得结果,很好的体现了自能式SF6断路器的压力特性.     

运用自能原理的混合压气式灭弧室的研究

运用断路器开断电流过程中灭弧室的自能原理，研究了混合压气式灭弧室的压力特性，对开断短路大电流和回路小电流时的气流进行了分析，并和传统的单压式灭弧室的开断性能进行了比较     

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.     

自能式SF6断路器灭弧室气压特性计算及分析

自能式SF6断路器的灭弧室体积大小对开断性能的影响很大，若灭弧室体积较大，电弧加热气体气压较低，不足以熄灭电弧；体积较小，长燃弧熄弧能力较弱。以热力学第一定律和流体动力学为基本原理，建立起灭弧室内气压特性的数学模型。对改变结构参数的自能式sF6断路器的气压特性进行了计算。并分析了自能式SF6断路器的开断性能。