高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2014年
10期
3073-3084
,共12页
SF6%高压断路器%非平衡态等离子体%空间电荷%耦合计算%介质恢复特性
SF6%高壓斷路器%非平衡態等離子體%空間電荷%耦閤計算%介質恢複特性
SF6%고압단로기%비평형태등리자체%공간전하%우합계산%개질회복특성
SF6%high-voltage circuit breaker%non-equilibrium plasma arc%space charge%electric-flow coupled field%dielectric recovery characteristic
SF6高压断路器开断过程是结合电弧特性、压气特性、气流特性、电磁特性、温度特性、介质恢复特性等的多物理动态过程.为避免其熄弧重燃,考虑电弧能量对等离子体内电子温度和重粒子温度的动态作用的情况下,建立了SF6气体电弧等离子体非平衡态双温度电弧数学模型.计算得出了等离子体中各粒子密度随电子和重粒子温度变化曲线,带电粒子密度随温度和压强的变化趋势,以及非平衡态等离子体电导率在不同压强下随温度变化的曲线.通过126 kV断路器负载开断过程压气特性和气流特性计算,得到了熄弧过程中灭弧室内的压强、温度和密度分布.考虑空间电荷对灭弧室内电场分布的影响,计算了气流运动过程中的电场分布,计算了熄弧过程中介质恢复特性分布,分析了电弧等离子体熄灭动态过程中微观参数的变化情况.计算表明:1 600 A燃弧2 ms小电流电弧开断弧后0.2 ms内介质恢复平均速度为175 kV/ms,明显快于电压恢复速度37.7 kV/ms;开断速度对不同燃弧时间下的介质恢复特性有直接的影响,燃弧时间越短越容易发生重燃弧现象;燃弧时间＜2 ms时,开断速度为11 m/s的击穿裕度值较大,可以保证弧后不会发生重燃弧现象.
SF6高壓斷路器開斷過程是結閤電弧特性、壓氣特性、氣流特性、電磁特性、溫度特性、介質恢複特性等的多物理動態過程.為避免其熄弧重燃,攷慮電弧能量對等離子體內電子溫度和重粒子溫度的動態作用的情況下,建立瞭SF6氣體電弧等離子體非平衡態雙溫度電弧數學模型.計算得齣瞭等離子體中各粒子密度隨電子和重粒子溫度變化麯線,帶電粒子密度隨溫度和壓彊的變化趨勢,以及非平衡態等離子體電導率在不同壓彊下隨溫度變化的麯線.通過126 kV斷路器負載開斷過程壓氣特性和氣流特性計算,得到瞭熄弧過程中滅弧室內的壓彊、溫度和密度分佈.攷慮空間電荷對滅弧室內電場分佈的影響,計算瞭氣流運動過程中的電場分佈,計算瞭熄弧過程中介質恢複特性分佈,分析瞭電弧等離子體熄滅動態過程中微觀參數的變化情況.計算錶明:1 600 A燃弧2 ms小電流電弧開斷弧後0.2 ms內介質恢複平均速度為175 kV/ms,明顯快于電壓恢複速度37.7 kV/ms;開斷速度對不同燃弧時間下的介質恢複特性有直接的影響,燃弧時間越短越容易髮生重燃弧現象;燃弧時間＜2 ms時,開斷速度為11 m/s的擊穿裕度值較大,可以保證弧後不會髮生重燃弧現象.
SF6고압단로기개단과정시결합전호특성、압기특성、기류특성、전자특성、온도특성、개질회복특성등적다물리동태과정.위피면기식호중연,고필전호능량대등리자체내전자온도화중입자온도적동태작용적정황하,건립료SF6기체전호등리자체비평형태쌍온도전호수학모형.계산득출료등리자체중각입자밀도수전자화중입자온도변화곡선,대전입자밀도수온도화압강적변화추세,이급비평형태등리자체전도솔재불동압강하수온도변화적곡선.통과126 kV단로기부재개단과정압기특성화기류특성계산,득도료식호과정중멸호실내적압강、온도화밀도분포.고필공간전하대멸호실내전장분포적영향,계산료기류운동과정중적전장분포,계산료식호과정중개질회복특성분포,분석료전호등리자체식멸동태과정중미관삼수적변화정황.계산표명:1 600 A연호2 ms소전류전호개단호후0.2 ms내개질회복평균속도위175 kV/ms,명현쾌우전압회복속도37.7 kV/ms;개단속도대불동연호시간하적개질회복특성유직접적영향,연호시간월단월용역발생중연호현상;연호시간＜2 ms시,개단속도위11 m/s적격천유도치교대,가이보증호후불회발생중연호현상.
