基于短间隙模型的直流输电线路极间短路电弧运动仿真研究

为解释直流输电线路被异物短接时出现的多次重合闸不成功的现象,采用链式电弧模型对直流输电线路极间短路电弧的运动特性进行了仿真分析。该模型综合考虑了短路电弧受到磁场力、热浮力及空气阻力的共同作用,将电弧离散为电流元,计算每个电流元的受力情况和运动状态,得到了电弧的速度控制方程。在试验室中观测了直流电压作用下短间隙模型线路极间短路时电弧的运动形态,并与仿真结果进行了对比,验证了链式仿真模型的有效性,在此基础上仿真分析了现场实际线路中极间短路时的电弧运动特性。试验和仿真结果表明极间短路电弧在运动过程中由于热浮力及电磁力的作用会出现上拱,同时短路电弧弧根沿导线运动与初始位置之间存在较大位移,导致电弧与跨接异物相脱离,不能有效灼烧异物,从而出现多次闪络和重合闸不成功的情况。