压气式气吹灭弧室的气动计算

本文主要计算了气吹断路器中喷口内一维非定常气流流动参数分布。在上游压气室气压变化条件下计算了喷口内气流流动速度和压力分布特性。从理论上分析计算了空载及开断电流为４０ｋＡ条件下电弧热效应对分闸速度及喷口内焓流特性的影响。     

高压自能式SF6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SR6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型。此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀。进而对电弧及气流场产生影响，即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料，并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化，深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果，得出考虑传导散热时，电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后，从电弧能量利用角度出发，就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。     

PTFE蒸气对电弧特性影响的数值分析

在喷口电弧动态数学模型中 ,考虑了喷口烧蚀产生的PTFE蒸气的作用。应用有限元方法模拟了SF6 自能膨胀式断路器开断短路电流的过程。通过与不考虑PTFE蒸气影响的开断过程的模拟结果相比较 ,得到了PTFE蒸气对喷口电弧特性影响的结果。表明 :PTFE蒸气使喷口电弧的压力明显增高 ;使电流较高时的电弧温度降低 ;使电弧电流过零时的弧区温度升高 ;在电弧电流下降时 ,电弧的温度下降速度变慢 ;使电弧的半径增大。     

SF_6电弧和N_2电弧特性的对比研究

利用喷口电弧的微分—积分模型对N_2气流中电弧的动态特性和稳态特性进行了计算,并与SF_6电弧的特性进行了对比分析。从理论上对这两种介质中电弧熄灭的机理和差异进行了讨论。     

SF_6断路器喷口烧蚀性能的试验研究

本文对SF_6断路器喷口耐电弧烧蚀性能进行了试验研究,拟合出喷口烧蚀与开断电流,燃弧时间和电弧能量的关系曲线,分析了开断电流和燃弧时间对喷口烧蚀的影响,试验结果表明国产喷口取代法国喷口是可行的。     

喷口电弧中紊流流动的相似理论分析

从描述流场特性的无量纲准则数——Nusselt数入手,应用比拟理论,推导出喷口电弧的紊流Nu数与其它无量纲准则数Re数及Pr数之间的关系式,为分析紊流状态下电弧等离子体动态特性提供了新的计算方法。在有关试验测量所得数据基础上,计算了紊流条件下的电弧弧柱热传导时间常数特性。通过与层流条件下的计算数据相比较,揭示了紊流效应在电弧熄灭中所起的作用。     

SF_6气流中电弧特性的理论计算与分析

利用喷口电弧的微分—积分模型对两种形状喷口中的电弧特性进行了理论计算和分析,揭示了喷口形状对电弧特性的重要影响,分析了SF_6电弧在熄灭过程中的流场结构,提出了在SF_6电弧零区存在着非局部热平衡现象的观点。     

ELFSL4-2型断路器灭弧室气流场分布计算及分析

根据热力学和等熵流理论,开发出相应的数值计算方法和程序,对ELFSL4—2型断路器灭弧室开断过程中上游气缸压力,温度和喷口气流量进行了计算,同时还计算出电流过零时气压、流速、温度等参数沿喷口轴向的空间分布值。结果显示,该灭弧室较好地利用了电弧阻塞效应,因此具有良好的灭弧能力。     

SF6断路器喷口电弧熄灭过程的数字模拟

根据电弧的基本控制方程,建立了喷口电弧二维磁流体动力学数学模型,其特点是强调了电弧、电流、电磁场三者的相互作用,消除了因忽略Ｌｏｒｅｎｔｚ力和电流密度径向分量引起的物理意义失真。应用有限元法对模型中Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和二维电磁场方程进行数值求解,并通过操作机构与灭弧室的联合模拟计算,对ＳＦ６断路器的电弧熄灭过程进行数字模拟,并预测其开断能力。该计算程序可用于灭弧室计算机辅助设计工具。     

压气式SF6断路器喷口堵塞时灭弧室压力特性的计算方法与应用

根据喷口电弧的物理模型和势力学第一定律，提出了堵塞时压气式灭弧室的压力和温度特性的计算方法。同时，将ELF SL系列SF6断路前灭弧室计算的开断电流时压力特性与从瑞士巴登试验站得到的实测值进行了比较，二基本吻合。     

550kV单断口SF6罐式断路器绝缘影响因素研究

以550kV单断口SF6断路器为研究对象,采用有限元法对断路器灭弧室空载开断全程不同开距下静电场进行数值计算与分析。通过比较不同形状喷口结构的灭弧室电场分布,定量分析了喷口结构对动静弧触头表面电场的影响。     

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。     

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。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

SF6高压断路器喷口中的湍流及其对介质恢复特性的影响

在流体力学中，当流体遇到流路复杂的情况会产生湍流。断路器喷口的形状结构对吹弧气体中湍流的产生和发展具有最直接的影响。该文从宏观角度，选择不同的湍动模型，在改变喷口型面结构下，通过数值模拟，分析湍流的产生及湍流对SF6高压断路器吹弧气体流动及介质恢复特性的影响。光滑喷口壁面吹弧气体的流动表现为层流；凸凹不平的喷口壁面吹弧气体的流动表现为湍流；对存在有湍流的不同喷口，湍流发展得越充分，越有利于控制超音速流的发展，从而有利于提高介质强度恢复速度。     

高压SF6自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内气流场的数值分析

本文以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础,数值分析了ＳＦ６自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内的气流场。气流场的变化分为三个阶段。在第一阶段中,膨胀室内气体压力、密度增加,为下一阶段吹弧做好准备。在第二阶段中,动静弧触头之间的区域形成滞止区,气流场在空心动弧触头及导电杆内达到超音速流,这些有利于电弧的熄灭。在第三阶段中,主喷口扩张区与喉部之间存在超音速流,影响介质恢复强度;在静弧触头     

SF_6断路器喷口形状尺寸对烧蚀的影响及喷口设计方法探讨

本文着重分析了断路器喷口的形状尺寸,喷口内气动参数对其烧蚀的影响。根据喷口的经验数据和气流场的计算公式,总结出断路器喷口设计的估算方法。     

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。     

高压SF_6断路器的喷管外击穿现象

某些高压SF_6断路器在一定条件下可能出现喷管外击穿现象,即断路器断口的击穿路径发生在喷管的外表面。本文介绍了这一现象的试验研究结果。它表明这一现象的出现和喷管表面的电荷积累有关,并受电路条件和喷管的几何形状的影响。