能量流电弧模型及SF6断路器在短路开断下的应用研究

基于高压SF6断路器开断短路电流时电弧形态与特性是决定开断特性重要因素这一事实，提出并建立一种新型电弧模型——能量流电弧模型。建模中充分考虑在整个开断过程中电流的变化、气流参数的改变对电弧形态的影响及电弧导致高温气体对整个气流场的相互影响。将此模型与气流场求解的N-S方程组相耦合并进行求解，较好地反映了气流场与电弧间相互作用。计算结果证明，该模型可较好反映灭弧室内能量流动、变化及发展规律。     

35 kV电流互感器电场分析

采用路、场两种方法对35?kV电流互感器电场分布进行定性和定量的研究，分析其法兰附近发生电晕放电的原因.由于35?kV电流互感器一次线圈呈U型结构，导致其电场呈三维空间分布，而且计算区域中具有多层介质和复杂的结构.为更真实反映全场域电场分布，在外绝缘等值电路分析基础上，采用有限元法，应用ANSYS商用软件包对35?kV电流互感器进行三维电场数值计算和绝缘的分析研究.通过对35?kV电流互感器内外电场分布的分析及改进方案的产品研究、试验，证明电场研究的正确性和改进方案的可行性.     

SF6断路器灭弧室内粘性流场求解的一种新方法

提出了一种可解决超音速、亚音速、跨音速、冲击波共存的流场计算方法,即变形流体网格两步法。并对ＳＦ６断路器无载开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况。解决了ＳＦ６断路器灭弧室内具有大畸变的粘性流体的数值计算。     

Tabu算法的改进及其在压气式SF6断路器中的应用

在分析现有组合优化问题Tabu算法的基础上,提出了适合于连续变量全局优化的改进Tabu算法,通过数学实例及超高压断路器屏蔽罩外形尺寸进行的优化计算,证明了该改进方法的可行性、实用性.     

采用优化模拟电荷法的三维电场计算

主要研究了采用遗传算法(GA)与模拟电荷法(CSM)相结合进行电器三维电场的数值计算,在对传统CSM方法深入研究及分析的基础上,采用GA作为优化方法对模拟电荷量及其几何位置进行优化求解,达到以较少的模拟电荷进行较高精度三维电场的数值求解,并运用此原理对球-板电极、球棒-板电极结构及冲击发生器的三维电场进行实例计算,证实其可行性及实用性。     

SF6断路器灭弧室内三维电场数值模拟

运用有限元法FEM对罐式SF6断路器断口附近三维电场进行了数值计算,以计算机辅助绘图为支撑,完成了SF6断路器三维电场的数值模拟。在三维电场学模型的建立中考虑了屏蔽罩和并联电容器组的存在;对断路器不同三维剖面的等线分布及电场分布情况进行了分析;并将计算结果进行三维图形可视化处理及显示。     

SF6灭弧室内小容性电流开断的数值模拟

以建立一种可解决超音速、亚音速、跨音速、冲击波共存情况下的可压缩粘性非稳态流体控制方程的数值求解为目的,提出一种新方法.作为该方法的应用实例,对SF6断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况,解决了SF6断路器灭弧室内具有大畸变的粘性流体的数值计算,并对两种结构灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算.     

500kV GIS盆式绝缘子的暂态电场分析

推导出了考虑介质极化损耗和位移电流情况下暂态电场计算的数学模型。采用有限元法对 5 0 0kVGIS盆式绝缘子在雷电冲击电压下的暂态电场进行了计算 ,雷电冲击电压波用De hamel积分来处理。给出了典型时刻的场域电位分布图 ,并与静态电场进行比较。找出了绝缘子表面的切向电场强度Et 及法向电场强度En 沿径向分布规律。讨论了松弛时间对切向电场强度Et 及法向电场强度En 的影响 ,给出了几个典型位置的电场强度随时间变化的曲线 ,为GIS的绝缘设计提供参考。     

铁路信号继电器触簧系统冲击特性应用研究

本文以铁路信号继电器为研究对象,针对最容易发生冲击形变的触簧部件,建立了铁路信号继电器触簧系统刚柔耦合结构的冲击特性物理模型,由于触簧结构中簧片形变和触头接触都具有高度的非线性的特征,再加上冲击作用的瞬时性特点,导致了传统算法求解时很容易出现震荡失稳的现象,因此很难保证冲击计算时的能量守恒和收敛性。本文将Bathe复合时间积分算法应用到触簧系统的冲击计算求解中,解决了传统算法求解时出现震荡失稳的问题,并以触点接触力作为触头冲击抖断的判据,得到了铁路信号继电器触簧系统在冲击环境下的动态特性和冲击加速度的临界峰值,并对不同推动力作用下的冲击特性进行了分析。经实验验证本研究具有较好的准确度和可靠性,可为机械冲击条件下铁路信号继电器触点接触失效或误动作问题的解决提供重要的参考作用。     

固体环网柜介质损耗数字测量算法

固体环网柜采用的固体绝缘套筒介质损耗在线监测系统存在抗干扰能力差、数据同步采样条件要求高、计算分辨率低等问题。为降低这些因素对监测精度的影响,采用瞬时功率变换法测量介质损耗值,通过瞬时对信号进行分解,提取基波阻性电流和容性电流,实现介质损耗值的动态监测。结合滤波器的设计,达到监测结果的高精确度。设计、制作了环网柜介质损耗在线监测系统进行试验,结果表明:采用该方法的在线监测可以控制相对误差在3%以内,有效地克服了由于非同步采样和非整周期采样造成的频谱泄漏和栅栏效应带来的误差。