外加准轴向磁场POS断路过程的粒子模拟

为了研究外加准轴向磁场同轴内阴极结构等离子体断路开关(POS)的工作特性,采用单元粒子方法对激磁线圈分别放置在内阴极内侧和外阳极外侧的POS断路过程进行研究,模拟分析POS中电场和磁场的时空变化、等离子体电子的动力学行为和特性,重点研究内阴极结构POS的断路过程。结果表明:激磁线圈置于内阴极内侧时,极间磁场为线圈外磁场,在开关区的矢量磁密变化曲率大,有较大径向分量且中心区域值较两侧为小,这种外加磁场对POS的断路过程影响较小;激磁线圈置于外阳极外侧时,极间磁场为线圈内磁场,在开关区的均匀性较好,该准轴向磁场改变了电子运动的轨迹,也改变了原角向磁场的分布,更容易实现POS的断路,实现较高幅值的断路电压,并且电流损失较小,POS的断路效率较高;准轴向磁场和自角向磁场的共同作用使等离子体电子作向下游扩散的锥体螺旋运动。

长导通等离子体开关断路过程的粒子模拟

利用PIC(particle-in-cell)粒子模拟方法对长导通等离子体断路开关的断路过程进行了模拟研究。介绍了计算模型的建立和边界的处理。模拟结果揭示了断路间隙的形成过程和机制,并据此对等离子体断路开关断路阶段的现有模型进行了定性的修正,认为断路过程中Hall融蚀和静电融蚀机制将同时存在,静电融蚀在开关最终的断路中占主导作用,且静电融蚀是由于磁场排斥引起的。

线路保护二次重合闸间隔时间的分析与探讨

解决线路出现短时重复故障情况下保护二次重合闸不动作的问题。分析发现该问题的原因是二次重合闸的间隔时间过长。从断路器储能过程及保护重合闸的充电方面进行分析,采取了取消断路器储能时闭锁重合闸回路和修改保护装置重合闸充电逻辑的改造措施,并通过设计的断路器储能过程的模拟二次回路开展验证。试验结果表明:按照躲过断路器储能时间来整定重合闸充电时间,能够大幅减少线路保护二次重合闸的间隔时间。