基于链式的爆炸气流场耦合电弧动态模型

为研究大电场条件下有效熄灭电弧的优良方法,在开放空间下,考虑爆炸产生的冲击波及强烈气流耦合电磁场等因素的影响,基于电弧链式思想和经典激波理论分析电弧在爆炸气流影响下的受力情况,推导出电弧运动速度控制方程。在此基础上,结合能量平衡方程及热交换原理,建立耦合场的电弧模型。通过有限差分法求解模型,分析气流耦合电磁场下电弧熄灭的运动过程和物理特性变化,并得出电弧状态相关参数(温度、电导率等)和熄灭时间的特性。试验结果表明电弧熄灭效果具有工程应用价值。

架空线路用气体灭弧防雷发展综述

雷击跳闸严重威胁电力系统的安全稳定,且现有"阻塞型"和"疏导型"措施防护效果受多方因素的制约,为此研究了国内外架空线路用气体灭弧防雷措施的发展现状、存在问题及未来研究方向。气体灭弧防雷措施基于"阻塞型"和"疏导型"传统防雷方法,增加气体喷射灭弧模块,形成了"冲击疏导–气体喷射–工频阻塞"的新防雷模式。对雷电破坏能量进行疏导泄放,利用气体对工频续流电弧实行阻塞熄灭,以实现"大幅度降低雷击跳闸"。虽然该措施存在理论研究不深入、防护标准未涉及和运行经验不充足等问题,但其独特的气体灭弧优势能够提高线路防雷有效、安全和经济性能,具有广阔的应用前景。

新型约束空间灭弧防雷间隙研究

喷射气体灭弧防雷间隙能在绝缘子发生雷击闪络造成单相接地故障时快速输导雷电流入地,同时启动高速气流灭弧装置,熄灭故障点工频续流,抑制间歇性电弧产生和过电压。通过雷电冲击试验、工频电弧试验,证明约束空间灭弧间隙能迅速地将工频电弧熄灭,避免工频电弧灼烧绝缘子以及线路断线的风险。新型灭弧防雷间隙具有动作时间短,喷射气流压强高,速度快,间隙间介质强度恢复迅速等特点,能够强效抑制工频电弧,大幅降低线路雷击跳闸率。

基于磁流体理论的气吹灭弧装置性能研究

我国的配电线路分布密集,并且绝缘强度和耐雷水平均较低,加之雷害的高发性和高危性,降低雷击跳闸率、保障配电线路可靠运行具有重大研究意义。多重曲折断口灭弧装置是一种自能式气体灭弧装置,能够大幅度降低雷击跳闸率。该文基于磁流体理论(magnetohydrodynamics,MHD),分析该装置内的电弧形成、熄灭以及自膨胀气流的产生原理,利用COMSOLMultiphysics仿真软件搭建了灭弧装置的2维几何模型,通过分析仿真结果,详细阐述了在整个灭弧过程中气流能量与电弧能量的持续性竞争过程;根据IEC标准搭建了工频续流灭弧试验平台,进行了工频续流遮断试验,试验结果表明该装置能够在800μs内熄灭1.5kA工频续流;通过实际线路运行数据显示该装置能够有效灭弧、大幅度降低雷击跳闸率。

带绝缘管并联间隙雷电放电特性研究

并联间隙为一种简单、有效的雷电保护装置,但其击穿时间长且具有分散性,不利于快速泄放雷电流。因此,在并联间隙的下电极上加装了带通孔的绝缘管,以达到缩短并联间隙初始击穿时间的目的。COMSOL仿真与对比试验结果表明,加装绝缘管可减少并联间隙的初始击穿时间,并降低初始击穿电压。

对于Cassie电弧模型爆炸气体灭弧时间的研究

现阶段国内输电线路雷击跳闸率居高不下,传统线路避雷器的保护能力难以满足线路安全需求,因而研发出了一种基于并联间隙并具有自灭弧能力的爆炸气体灭弧防雷间隙装置。当线路遭受雷击时,雷电过电压优先击穿间隙,间隙击穿同时雷电流泄放过程中使装置动作,喷射出的爆炸气体将电弧拉长直至截断,确保绝缘子不受到电弧的烧蚀。对爆炸气体作用下的电弧发展模型对该装置的保护性能分析尤为重要,因此利用Matlab Simulink软件结合Cassie电弧模型对爆炸气体灭弧进行仿真分析,并通过理论模型研究电弧熄灭时间,结合大量试验数据与理论值对比。仿真结果表明,4 ms左右电弧被完全熄灭,试验结果的灭弧时间约为6 ms,验证了仿真模型和试验结果的一致性,也证明了爆炸气体灭弧时间上的安全可靠性。