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。