磁助式自能气吹断路器气压特性的研究

本文对于SF6磁助式自能气吹断路器从气压特性入手,分析计算了熄弧过程中,燃弧区和气缸内的气压特性及气流特性。分析计算了气缸容积,燃弧区与气缸间气流通道截面积对气压特性及气流特性的影响,得出有利于电弧熄灭的最佳容积尺寸通道截面积尺寸。

自能式断路器灭弧室气流场计算的一种新思路

自能式断路器灭弧室存在着压气室、膨胀室、喷口、动触头、静触头等复杂结构,而且多为不规则形状,使得要准确地对灭弧室的结构建立几何模型是一件比较困难的事情。而几何建模的准确与否关系到能否生成高质量的网格,网格生成技术又是得到精确结果的关键技术之一。所以,针对复杂的几何形状建模困难的情况,该文采用区域扩充法利用PHOENICS计算流体力学软件与自编程相结合的方式对自能式断路器灭弧室内喷口部分的气流场进行了计算,并与其他计算方法取得的结果做了比较,结果证明文中所尝试的方法是有效可行的,为自能式断路器灭弧室气流场的计算提供了一种新思路。

自能式SF_6断路器熄弧性能的并行计算仿真

自能式SF6断路器开断过程中,电弧的产生、熄灭过程是一个多场耦合的问题,要对之建立数学模型并对其进行求解是一项非常庞大、复杂的计算任务,并且需要有高性能的计算机和较高的计算速度。到目前为止对电弧数学模型的求解建立在许多的假设以及忽略很多无法用计算来描述的现象的基础上。该文希望在以往的熄弧性能研究基础上,在微机集群上(COWS),率先采用并行计算技术,利用流体力学软件PHOENCIS,采用区域分解算法对自能式SF6断路器的熄弧性能进行并行计算仿真。对微机集群(COWS)并行效率和加速比进行了测试,并对计算结果进行了理论分析。结果表明,文中建立的微机集群用于并行计算是可行的,计算结果是符合自能式SF6断路器的熄弧原理和开断规律的。

高压自能式SF_6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SF6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型,此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀,进而对电弧及气流场产生影响,即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料,并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化,深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果,得出考虑传导散热时,电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后,从电弧能量利用角度出发,就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。

基于灭弧室气压特性对半自能式SF_6断路器分闸速度的优化

断路器开断过程中的气缸气压会影响对电弧的吹弧效应和过零后介质特性的恢复,因此是影响断路器开断性能的重要参数。为此,以半自能式550kV SF6断路器为研究对象,研究了分闸速度对气缸气压的影响。以热力学第一定律和流体力学为基本原理,建立了计算灭弧室气压特性的数学模型。根据模型计算了最大分闸速度分别为8.0m/s、9.0m/s和9.7m/s时开断定开距短路电流时的灭弧室气压特性,并根据计算结果进一步研究了不同分闸速度下灭弧室的吹弧效应和过零后介质恢复特性,据此分析了断路器的开断性能,提出该550kV半自能式SF6高压断路器最大分闸速度的最优值为9.0m/s。通过仿真断路器开断过程验证了这一结论,为设定半自能式断路器的分闸速度提供了理论基础。

自能式SF_6断路器压力特性理论计算与试验研究

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立灭弧室内气体压力特性的数学模型,对其进行数值计算,得到灭弧室内气体压力的特性曲线。对断路器灭弧室压力特性进行试验测试,对试验结果和计算结果进行比较,说明理论计算结果的正确性。

高压SF_6自能膨胀式断路器开断小容性电流的数值模拟与介质恢复强度分析

用质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程以及Laplace方程分别描述了灭弧室内气流场和电场，用有限元方法数值模拟高压SF_6自能膨胀式断路器开断小容性电流的过程，分析了其灭弧室内气流场和电场的变化规律，并根据流注理论，计算并分析了弧后介质恢复强度。结果表明，电场强度最高处位于静弧触头头部的表面附近，动静弧触头间的滞止区，使介质恢复强度上升；主喷口与喉部之间超声速流，使介质恢复强度下降。

550 kV单断口自能式断路器短路开断过程数值计算与分析

目前国内外在超高压领域应用的断路器多为压气式SF6断路器或双断口自能式断路器,对于550 kV单断口自能式灭弧室的研究尚属空白。文中基于磁流体动力学理论,建立考虑喷口烧蚀的二维动态电弧数学模型,完成高压SF6自能式断路器不同开断条件下(短路电流有效值为63 kA和40 kA,燃弧时间为12、16.3、20.8 ms)燃弧过程的仿真计算。计算结果表明:12 ms燃弧条件下,63 kA电弧在电流峰值时刻最高温度为28900 K,较40 kA条件高约2000 K;开断全过程,63 kA条件下膨胀室压强最高可达3.78 MPa,40 kA条件下最高为2.77 MPa。开断不同短路电流时,阀片的动作时间相差较小;对应于上述3种燃弧时间,阀片动作先后顺序为16.3、12、20.8 ms,时间依次滞后0.1 ms。40 kA,12 ms条件下喷口烧蚀量为6.34 g;而63 kA条件下,对应于上述3种燃弧时间,烧蚀量分别为11.25、15.65、19.44 g。

自能式SF_6断路器在不同气压和操作功下灭弧室压力特性计算

以252kV自能式SF6断路器为例,以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,在负载情况下建立不同操作功与灭弧室不同基压时灭弧室内气体压力特性数学模型,对其进行数值计算,得到不同操作功和不同基压下灭弧室内气体压力的特性曲线,比较说明它们对灭弧室内气体压力的影响,对实际应用有一定的指导意义。

自能式SF_6断路器运动特性的计算探讨

对126kV自能式SF_6断路器(配弹簧操动机构)运动特性的计算方法进行了探讨,井以LW36-126/T型断路器为例进行了计算,两者进行比较,结果基本吻合。表明该计算方法具有工程应用价值。

自能SF6断路器冷气流开断压力特性

为了解决自能式SF6断路器在开断容性小电流时由于电弧能量较小、喷口堵塞效应不明显而出现开断困难的问题,以自能式SF6断路器为研究对象,根据场域数值模拟对冷气流开断下压力特性进行分析.采用柱坐标系下二维N-S方程描述气流参数变化,建立轴对称数学模型.利用有限体积法,结合实测触头分闸速度特性曲线进行冷气流开断气流场模拟.在喷口附近不同区域设置压力监测点,定量分析监测点处压力特性.研究表明,喷口上游压力变化直接影响断路器开断性能,长喷口结构对于灭弧室内压力下降有明显抑制作用.

试论高压自能式SF_6断路器的开发与研制(上)

在大量分析国外高压自能式SF_6断路器和弹簧机构的结构原理、特点的基础上,结合国内企业在开发自能式SF_6断路器中遇到的难点。

高压SF_6自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内气流场的数值分析

本文以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础 ,数值分析了 SF6 自能膨胀式断路器无载开断过程中灭弧室内的气流场。气流场的变化分为三个阶段。在第一阶段中 ,膨胀室内气体压力、密度增加 ,为下一阶段吹弧做好准备。在第二阶段中 ,动静弧触头之间的区域形成滞止区 ,气流场在空心动弧触头及导电杆内达到超音速流 ,这些有利于电弧的熄灭。在第三阶段中 ,主喷口扩张区与喉部之间存在超音速流 ,影响介质恢复强度 ;在静弧触头边缘存在激波 。

试论高压自能式SF_6断路器的开发与研制(下)

在大量分析国外高压自能式SF_6断路器和弹簧机构的结构原理、特点的基础上,结合国内企业在开发自能式SF_6断路器中遇到的难点,提出了开发与研制该种断路器的选型论点。

自能式SF_6断路器灭弧室设计数值分析技术

根据自能式SF_6断路器的研究发展,对灭弧室设计数值分析技术进行了综述,从数学模型、剖分、离散方程、代数方程组的求解以及计算结果的后处理都做了阐述,并利用实例对自能式SF_6断路器的灭弧室内的电场和气流场进行了计算,说明了利用计算机技术采用数值分析手段进行自能式SF_6断路器开发设计的先进性和必要性。同时可以对进行灭弧室内场的计算研究方面起到一定的指导作用。

新一代LW36/36A-126/T自能式SF_6断路器的开发

对新开发的LW36/36A-126/TSF_6断路器(配小型化专用弹簧操动机构)的技术参数、结构特点与动作原理以及主要型式试验进行了较为详细的阐述。

自能式SF_6断路器压力特性的计算与分析

在分析了自能式与压气式 SF_6断路器分断过程中的不同状态后,论述了自能式 SF_6断路器压力特性的计算方法和过程,并以 LW36—126为例,对计算的结果进行了分析与讨论。

1例自能式SF_6断路器开断小电流失败故障分析

本文针对1例自能式SF6断路器开断小电流失败故障进行了详细分析,介绍自能式SF6断路器灭弧原理,结合动作特性试验和灭弧室解体情况分析故障原因,最后提出预防该类型断路器故障的建议。

自能式SF_6断路器小电流开断过程中气流特性的数值分析

采用改进型流体网格法(FLIC法)及移动网格技术，结合145kV自能式SF_6断路器灭弧室结构模型，通过求解柱坐标下的轴对称暂态二维欧拉方程组，完成自能式SF_6断路器小电流开断过程中灭弧室内气流特性的数值计算，并对气流特性的分布情况进行了分析。

自能式SF_6断路器灭弧室气压特性计算及分析

自能式SF6断路器的灭弧室体积大小对开断性能的影响很大,若灭弧室体积较大,电弧加热气体气压较低,不足以熄灭电弧;体积较小,长燃弧熄弧能力较弱.以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对改变结构参数的自能式SF6断路器的气压特性进行了计算.并分析了自能式SF6断路器的开断性能.