多段微孔结构中电弧的磁流体模型及气吹灭弧性能仿真

由于并联间隙自熄弧能力弱,当线路遭受雷击时并联间隙冲击闪络后易出现稳定的工频续流电弧,引起线路频繁跳闸从而限制其应用,因此如何提高并联间隙的自熄弧能力具有重要的研究价值。多段微孔结构具有优异的灭弧性能,将其运用于并联间隙可显著提高并联间隙的自熄弧性能,故基于磁流体动力学(MHD)理论,利用COMSOL Multiphysics软件建立了2维多段微孔结构中电弧的MHD模型,并仿真分析了该结构中电弧的运动特性及该结构的灭弧性能。仿真结果表明:电弧的MHD模型能很好的反映多段微孔气吹灭弧结构中电弧的运动过程;当短路电弧电流幅值分别为1 k A、2 k A、5 k A时,微孔喷口处最大气流速度可分别达到520 m/s、813 m/s、1 027 m/s,即电流越大加热空气效果越显著,空气受热膨胀后气流的运动速度越大;该灭弧结构中气流运动速度达到气吹熄弧要求的时间在1 ms以内。

基于气吹灭弧模型研究工频电弧发展及抑制机理

文中基于MHD理论,利用Comsol Mutiphysic仿真平台对110 kV输配网气吹灭弧装置所产生的高速气流与电弧耦合进行研究,发现装置气吹起始灭弧时间点控制在电弧暂态发展的早期,即雷电脉冲波峰过后至第一个工频周期的时间范围内为熄弧的最佳时机,期间电弧具有电导率处于低值状态、弧柱半径小及能量较孱弱的特点,所以设置在此阶段内吹弧能保证彻底熄灭电弧恢复绝缘。

气吹灭弧与压力脱扣技术促进了低压断路器分断性能提高

介绍了气吹灭弧技术的机理及实验研究 ,新型低压断路器采用气吹灭弧技术的灭弧室结构 ,以及利用灭弧室产气后生成的压力构成新型压力脱扣器来改进低压断路器限流性能。

低压断路器气吹灭弧的研究历程及现状分析

开断能力是考核低压断路器性能的关键指标。对于利用空气等流体作为灭弧介质的断路器来说,气吹灭弧在很大程度上影响电弧的运动情况,成为影响整个开断过程的主要物理过程之一。由于气吹灭弧过程的复杂性,目前对于其数学模型的建立仍有许多问题尚未解决,特别是与低压断路器开断过程的其他场域相耦合的问题,一直是相关领域研究的热点和难点。围绕低压断路器气吹灭弧的研究历程及其发展现状进行全面分析。

基于气吹灭弧的输电线路防雷保护间隙的研究

传统输电线路防雷措施以抑制绝缘闪络为目的,由于受雷击强度、雷击类型、土壤电阻率、线路类型等多种不可控因素的限制,其防雷效果较差,性价比较低。基于气吹灭弧的新型输电线路防雷间隙,以抑制绝缘建弧率为根本目的,放弃抑制绝缘闪络,能够利用雷电流触发形成高速气流并在极短时间内熄灭工频续流电弧,从而大大降低雷击跳闸率。文章建立了气吹灭弧的数学模型,并进行了仿真分析和实验验证,以此验证了气吹灭弧防雷间隙的有效性。

气吹灭弧防雷间隙灭弧仿真与试验

气吹灭弧防雷间隙是一种利用气流主动灭弧的新型防雷装置。通过建立气流与电弧的数学模型,对气流与电弧运动过程进行计算分析。并利用有限元软件ANSYS 14.0对灭弧过程中的压力场以及气流与电弧的相互作用过程进行仿真,对仿真结果进行分析,得出灭弧时间。并在此基础上对气吹灭弧防雷间隙的灭弧效果进行试验分析,利用高速摄像机、示波器记录实验过程中的灭弧图像、电弧波形以及气流响应时间波形图,通过对这些数据的分析得出气流响应时间和灭弧有效时间。并与仿真结果进行对比,证明该间隙的灭弧可靠性,为其实际应用提供了有效的科学依据。

喷射气体灭弧防雷间隙的灭弧机制

为解决架空输电线路雷击事故频发的问题,一种安装于架空输电线路上的喷射气体灭弧防雷间隙装置得到了开发和应用。当输电线路遭受雷击,雷电冲击电流击穿间隙,导致工频续流时,该装置能够迅速切断间隙两端电弧,有效保护绝缘子串免受工频电弧灼烧。依据现有电弧理论方程模型,运用ANSYS 10.0软件对高速气流和电弧进行仿真计算,同时利用高速摄像机和示波器观测电弧电流的变化过程。试验结果表明间隙电弧在高速气流作用之下能够快速熄灭。

多断口自膨胀气流灭弧防雷间隙的灭弧机理

为了提高中低压配网线路的防雷性能,降低雷击跳闸率,利用“气吹灭弧”方法,研究了一种对工频电弧有强烈抑制作用的自膨胀气流灭弧防雷间隙装置。该间隙能够精准定位雷电放电路径,迫使电弧弧柱形成分段,同时产生自膨胀高压高速气流强烈抑制工频续流电弧的暂态发展过程,并最终熄灭电弧。研究了自膨胀气流的形成与灭弧原理,建立了自膨胀气流耦合工频续流电弧数学模型,运用了流体力学软件FLUENT对自膨胀气流灭弧过程进行仿真分析。进行了灭弧间隙装置熄灭电弧试验,并借助高速摄像机捕捉装置的灭弧详细过程,分析了装置在10kV配电网线路的实际运行效果。结果表明:自膨胀灭弧气流作用在工频电弧暂态发展的早期阶段,深度抑制其发展过程,促使电弧拉长、变形、冷却、截断,并在4ms内完全熄灭电弧并抑制重燃;防雷间隙能够大幅度降低雷击跳闸率,保护电网运行安全。

新型喷射气流防雷灭弧间隙的机理研究

为解决输电线路频繁遭受雷害的问题,一种安装于输电线路的新型喷射气流防雷灭弧间隙已开发并成功运用于10kv和35kv线路。采用改进的mayr电弧模型对新型防雷灭弧间隙熄灭单相接地短路电流的灭弧性能进行仿真。运用二维N-S方程和k-ε湍流模型求解喷射气流的速度和范围,以确定mayr模型的耗散系数。通过开断试验确定电弧模型的时间常数。通过对比在小电流灭弧试验中示波器波形和高速摄像机拍摄画面,所描述模型可较好的反映气流对电弧的强烈灭弧作用,证明喷射气流防雷灭弧间隙可快速、强烈灭弧。

气吹电弧热开断性能的积分法预测

本文对气吹电弧电流零后的介质热恢复特性进行了研究.在积分法原有的基础上发展了电流零后积分方程的数值解法。对 BBC 喷口和 GE 喷口气吹电弧进行了求解.在一定的范围内,数值计算结果能较好地吻合实验数值,为预测气吹电弧的热开断特性提供了有效的计算方法.

基于多断口腔室结构的多重雷击灭弧机理仿真分析

针对多重雷击引起的工频建弧防护问题,基于磁流体动力学理论(MHD),利用COMSOL Multiphysics软件建立了多断口腔室结构中的多重雷击击穿的二维模型,分析了该腔室中工频电弧的运动特性及该装置的灭弧性能。结果表明,多断口腔室结构通过产生灭弧气流纵吹熄灭工频电弧。同时,根据回击间隔时间不同,应考虑灭弧腔室内物理状态对灭弧性能的影响,即间隔时间较短时,灭弧通道内形成高温高压类真空区域,使弧柱电导率快速下降,工频焦耳热源无法维持电弧稳定燃烧;随着间隔时间的延长,灭弧腔室内形成空气回流,回流具有切断焦耳热源与加速散热效率的作用,当间隔时间达60ms时,各次回击时刻均能产生强大的灭弧气流,实现在多重雷击的叠加作用下一对一多次可靠地截断电弧。

一种新型灭弧防雷装置的原理及试验研究

雷电是电力系统安全的杀手之一。因架空输电线路线路长度长、分布广、面积大,所以易遭受雷击,致使输电线路的绝缘性能遭到破坏。传统防雷措施存在很多缺陷、效果不理想,所以文中采用＂疏导型＂和气吹灭弧理论,研制了可应用于35～500 k V架空输电线的新型灭弧防雷装置。首先研究爆炸灭弧防雷间隙所产生的爆炸冲击波与电弧相互耦合、熄灭的特性,建立电弧与爆炸冲击波相互耦合的模型;其次,利用AUTODYN仿真软件建立冲击波和电弧相互作用耦合的模型,对半封闭空间的电弧受到冲击后的形态、运动、压力、以及破坏的程度进行模拟仿真分析;最后,对新型灭弧装置进行灭弧能力试验,根据普通摄像机、高速摄像机所拍摄的图片和录波器所录的波形可以清晰的显示电弧熄灭的过程。通过建模、软件仿真以及灭弧试验检验了新型灭弧装置的有效性,装置在7 ms左右将电弧熄灭,且电弧不重燃。

低压电器研发工作的若干动态

智能电网、节能减排和可再生能源要求推动了近期低压电器的研发工作。介绍了相关方面的若干动态,包括紧凑型万能式断路器的优化及其可靠性的提高,直流开断技术,气吹与灭弧室的优化,节能与智能接触器的新方案,以期对低压电器的开发提供参考。

提高TGB7L漏电断路器性能的措施

TGB7L断路器是在吸收国内外先进技术的基础上,进行二次开发的新产品。介绍了TGB7L漏电断路器的漏电模块动作机构的改进设计和灭弧系统的优化设计及结构特点,给出了漏电模块动作机构图,采用了有助于灭弧的绝缘材料,器壁侵蚀和气吹灭弧技术,保证了新产品性能指标,满足了标准的要求,降低了成本,提高了产品性价比。

一种多功能智能型塑壳断路器

本文通过对巨邦电气有限公司设计开发生产的一种多功能智能型塑壳断路器的产品功能、关键技术、创新点以及产品的应用验证情况介绍,阐述了发展多功能型智能塑壳断路器的技术上可行性和发展该产品的前瞻性、必要性。