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《电瓷避雷器》2017,(5)
输电线路采用多种雷电防护措施,其中效果最好、经济效益尤其高的当属新型喷射气流灭弧防雷间隙,其工作原理为:雷击发生时通过触发放置于其半封闭空间内顶端的灭弧能量包爆炸产生高压、高速的气流,在极短时间内完全熄灭电弧,且不发生重燃。从动量守恒和能量平衡两个方面来讨论气流与电弧的耦合情况,考虑在理想状态下,灭弧能量包爆炸产生的动量全部转化为气流作用于电弧上的冲量,足以在瞬间破坏电弧维持平衡所需的条件,使得电弧在极短时间内被熄灭。进行35kV电压等级下喷射气流灭弧防雷间隙熄灭电弧的有效性实验,并且记录实验过程,得出在3 ms内熄灭电弧的结论。采用Fluent软件对气流与电弧的耦合过程进行仿真分析,并通过实验结果与仿真结果进行对比,验证了喷射气流灭弧防雷间隙灭弧的有效性。 相似文献
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为有效熄灭输电线路工频电弧,并且防止其因工频电源或多次回击导致电弧重燃,大幅降低雷击跳闸率,研究了一种双触发喷射气流灭弧防雷间隙。该装置通过连续触发的两次高速气流,在熄灭电弧的同时持续加速弧道对流散热,抑制电弧重燃。同时,针对多次回击引起弧道重燃的情况,装置通过快速的切换灭弧能量体做到气流与回击一一对应。基于电弧能量平衡理论建立了气流耦合电弧的模型,通过ANSYS Fluent软件对双触发喷射气流熄灭电弧过程进行了仿真。在实验室环境下,模拟了装置单次熄弧试验与多次触发实验。实验结果表明,双触发喷射气流灭弧防雷间隙可在8 ms内熄灭电弧,有效抑制电弧因工频电源或多次回击引发的重燃。 相似文献
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为了研究对吹式爆炸气流灭弧装置的熄弧效果,建立mayr电弧模型,仿真分析气流耦合电弧过程。同时构建试验电路进行灭弧试验并采用摄像机记录在高速气流作用下整个电弧熄灭过程。仿真与试验结果表明:该灭弧装置能在工频续流的第一个过零时刻熄灭工频电弧,熄灭电弧后对吹式灭弧装置间的间隙没有被再次击穿,说明了对吹式灭弧防雷装置有效抑制电弧重燃,具有实用价值。 相似文献
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由于配网线路耐雷水平低,网络结构复杂,常常遭到直击雷和感应雷过电压的影响,导致线路跳闸和设备损坏,给电网运行安全带来极大的风险。为解决配电线路雷击跳闸的问题,研究了一种压缩灭弧防雷间隙:通过有效的绝缘配合使得雷电闪络能够准确地控制在设定的防雷间隙之中,利用雷电冲击电弧自身的能量进行压缩,产生"磁抽吸"效果使得大量气体被吸入压缩管道,在压缩管道内温度瞬间上升产生自膨胀气流,加速电弧突变拐点的能量耗散,使得电弧能在电力系统继电保护装置最快动作时间之前有效地熄灭。本文建立了灭弧过程中最为关键的压缩、温升、对吹模型;在冲击电弧实验中,示波器的波形有效地证明压缩灭弧装置可以对冲击电弧进行能量分段并截断电弧;在工频电弧实验中,通过与普通并联间隙的灭弧效果比较,发现压缩灭弧装置可以使工频电弧电压波形衰减周期更快、幅度更大,装置可以在1 500μs内对2 kA的工频电弧进行截断并且熄灭。压缩灭弧防雷间隙在35 k V配电线路运行效果良好,能够有效地降低配电线路的雷击跳闸率。 相似文献
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电网系统在经受雷击过电压后,过电压波传递至绝缘子侧,会造成绝缘子与接地端的击穿放电,从而形成电弧,造成电力系统的工频短路故障。固相气流灭弧防雷器是一种在并联间隙的基础上,利用雷电脉冲触发灭弧弹丸产生高速气流吹灭电弧的灭弧防雷装置,由于固相气流的瞬时触发形成了建弧与灭弧同步性,灭弧弹丸产生的高速气流使得灭弧能量远大于建弧能量,使得在工频电弧的暂态初期熄灭电弧,因此可采用Mayer模型分析计算电弧形成及熄灭时的相关状态参数。本文首先分析了电弧在相气流灭弧防雷器的全空气介质中的能量耗散,从而求得Mayer电弧模型的时间常数,通过MATLAB的Simulink/SPS中的元件建立了电弧模型,从而通过外部雷电脉冲触发分析了固相气流灭弧装置对工频电弧的有效熄灭。最终通过试验验证了理论分析结果计算的有效性。 相似文献
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当叠加性雷击连续向输电线路放电时,将会对电网运行造成毁灭性打击。提出通过诱导固相气流全程匹配叠加性雷击放电时重复建弧的灭弧方法,将实现对所有雷击工况防护全覆盖。为了验证其灭弧方法的科学有效性,首先对灭弧原理进行了扼要分析论证;然后建立数学模型,对固相气流在灭弧腔内的作用效果进行理论分析与量化计算;提出并建立了叠加性雷击模型并用仿真软件对两种流体耦合过程进行模拟。理论分析计算与仿真结果表明:固相气流能在1L的刚性空间内维持高达131 MPa的强压2.8 ms以上;电弧能在气流正压作用时间内可靠熄灭;深度抑制叠加性雷击发生时的重复建弧。 相似文献
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针对并联间隙存在的高跳闸率问题,研究了一种基于压缩温升-定向气吹的新型避雷器。为了对其灭弧功能进行研究,首先介绍了压缩灭弧防雷器的结构,其次运用等离子体理论,主要从壁压缩和自磁压缩两个方面对灭弧通道内的电弧进行了电磁分析,最后用ANSYS对电弧等离子体进行了气吹仿真,并对压缩灭弧防雷器的灭弧效果进行了实验验证。最后证明了壁压缩和自磁压缩所导致的压缩温升-定向气吹现象的存在,也证明了该新型防雷器的有效性。该文将流体分析与防雷领域相结合,在研究灭弧防雷装置的同时,也丰富了对电弧的理论研究。 相似文献
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针对开关型SPD续流的问题主要是由于两电极气隙击穿时,击穿电压较低引起。通过电极击穿时电弧力效应理论的分析,得出电弧力主要由电子力、静电力、电磁力、等离子流力等组成。采用8/20us模拟雷电波冲击气体间隙,试验得出冲击电压在17.5k V-20k V以下时,电极所受电弧力与冲击电压呈正相关,冲击电压值在17.5k V-20k V以上时,电极所受电弧力与冲击电压呈负相关,且电弧力始终不小于零,即电弧力对电极的作用主要为向外的排斥力。提出了在开关型SPD设计中,放电电极一个处于固定状态,另一个电极处于可动状态,利用电弧力效应,拉长电极间隙的长度,增加两电极间残压,起到提前灭弧,减小续流的方法,在实际应用中,具有一定的实用价值。 相似文献
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爆轰弹丸是喷射气流灭弧防雷装置的重要组成部分,为了既保证该防雷器的灭弧效果,又确保装置在动作后保持完好,对爆轰弹丸的装药方式进行了研究。在介绍了喷射气流灭弧防雷装置的结构和工作原理后,首先对影响爆速的装药直径进行了建模分析,确立了装药直径与爆速之间的关系;其次考虑装药底盘端部所受冲量对装药量进行了数学分析,确定了装药量与底盘端部所受冲量之间的关系;最后通过试验确定了爆轰弹丸最优装药比例,得到了该装药比例下喷射气流灭弧防雷装置的灭弧效果。笔者将理论爆炸物理应用于喷射气流灭弧防雷装置,确定了装置的爆轰弹丸装药方式,既保证了装置运行安全又确保了灭弧效果。 相似文献