油浸式有载分接开关的电弧温度场特性仿真研究

随着新能源的大规模并网，电力系统对电网电压的精细化调控需求不断增加，使得有载分接开关的动作更加频繁，其触头电气磨损严重、故障率逐年上升。为探究有载分接开关的开关触头在绝缘油中的电气磨损情况，对有载分接开关滑动过程中所产生的电弧特性展开研究。基于流体动力学理论，建立有载分接开关的电弧等离子体仿真分析模型，仿真得到电弧的温度分布和有载分接开关触头表面温度分布特性，并在实验室搭建了有载分接开关的载流摩擦磨损试验平台，对触头间的电弧仿真模型进行了试验验证。结果表明，在起弧前，触头表面温度随时间慢慢升高，随滑动速度增大而下降；在起弧过程中，电弧温度极速升高，电流的增大，使电弧能量增大，电弧温度和触头表面温度升高；在滑动速度55 mm/s之前，电弧温度随着滑动速度增大而增大，当滑动速度介于55～100 mm/s时，电弧温度呈先下降后上升的趋势，电弧能量在滑动速度为90 mm/s时达到最小，该发现可为触头机构的优化设计提供参考。