高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2014年
10期
3046-3053
,共8页
李鑫涛%林莘%徐建源%李志兵
李鑫濤%林莘%徐建源%李誌兵
리흠도%림신%서건원%리지병
流注理论%气体放电%有限元法%通量校正传输法%SF6%临界击穿场强
流註理論%氣體放電%有限元法%通量校正傳輸法%SF6%臨界擊穿場彊
류주이론%기체방전%유한원법%통량교정전수법%SF6%림계격천장강
stream theory%gas discharge%FEM%FCT%SF6%critical breakdown field strength
研究SF6气体放电过程中微观粒子的动力学特性,可以得到临界击穿场强等衡量气体绝缘能力的宏观参量,这些宏观参量对高压开关设备的设计和研发有重要作用.为此,根据流注理论建立了反映气体放电过程中微观粒子动力学特性的流体动力学模型,将有限单元法与通量校正传输法相结合,求解均匀电场下极间隙为0.5 cm时SF6气体的放电特性,得到了放电过程中带电粒子的动力学行为以及空间电荷对电场的影响.通过循环计算均匀电场中不同电压下SF6气体的放电过程,得到其临界击穿场强.在此基础上,计算不同压强下SF6气体的临界击穿场强,通过与已有的均匀电场中SF6气体临界击穿场强实验值进行对比,验证计算结果的准确性,并分析气体压强对SF6气体击穿特性的影响.计算结果表明:当压强为0.1 MPa时,极间距为0.5 cm的SF6气体在39 kV的外电压下发生击穿,间隙内的电场在6.8 ns时开始发生畸变,此时电子数密度最大值达到2.7×1017 m-3,随后SF6由绝缘状态发展为导电状态;当气体压强为0.1～0.4 MPa时,SF6的临界击穿场强与气体压强基本呈线性关系.数值计算结果与实验值基本相符,验证了其正确性.
研究SF6氣體放電過程中微觀粒子的動力學特性,可以得到臨界擊穿場彊等衡量氣體絕緣能力的宏觀參量,這些宏觀參量對高壓開關設備的設計和研髮有重要作用.為此,根據流註理論建立瞭反映氣體放電過程中微觀粒子動力學特性的流體動力學模型,將有限單元法與通量校正傳輸法相結閤,求解均勻電場下極間隙為0.5 cm時SF6氣體的放電特性,得到瞭放電過程中帶電粒子的動力學行為以及空間電荷對電場的影響.通過循環計算均勻電場中不同電壓下SF6氣體的放電過程,得到其臨界擊穿場彊.在此基礎上,計算不同壓彊下SF6氣體的臨界擊穿場彊,通過與已有的均勻電場中SF6氣體臨界擊穿場彊實驗值進行對比,驗證計算結果的準確性,併分析氣體壓彊對SF6氣體擊穿特性的影響.計算結果錶明:噹壓彊為0.1 MPa時,極間距為0.5 cm的SF6氣體在39 kV的外電壓下髮生擊穿,間隙內的電場在6.8 ns時開始髮生畸變,此時電子數密度最大值達到2.7×1017 m-3,隨後SF6由絕緣狀態髮展為導電狀態;噹氣體壓彊為0.1～0.4 MPa時,SF6的臨界擊穿場彊與氣體壓彊基本呈線性關繫.數值計算結果與實驗值基本相符,驗證瞭其正確性.
연구SF6기체방전과정중미관입자적동역학특성,가이득도림계격천장강등형량기체절연능력적굉관삼량,저사굉관삼량대고압개관설비적설계화연발유중요작용.위차,근거류주이론건립료반영기체방전과정중미관입자동역학특성적류체동역학모형,장유한단원법여통량교정전수법상결합,구해균균전장하겁간극위0.5 cm시SF6기체적방전특성,득도료방전과정중대전입자적동역학행위이급공간전하대전장적영향.통과순배계산균균전장중불동전압하SF6기체적방전과정,득도기림계격천장강.재차기출상,계산불동압강하SF6기체적림계격천장강,통과여이유적균균전장중SF6기체림계격천장강실험치진행대비,험증계산결과적준학성,병분석기체압강대SF6기체격천특성적영향.계산결과표명:당압강위0.1 MPa시,겁간거위0.5 cm적SF6기체재39 kV적외전압하발생격천,간극내적전장재6.8 ns시개시발생기변,차시전자수밀도최대치체도2.7×1017 m-3,수후SF6유절연상태발전위도전상태;당기체압강위0.1～0.4 MPa시,SF6적림계격천장강여기체압강기본정선성관계.수치계산결과여실험치기본상부,험증료기정학성.
