激波和湍流對(duì)SF6斷路器介質(zhì)恢復(fù)特性影響的研究.pdf

1、本世紀(jì)初的幾十年是我國(guó)電力事業(yè)迅猛發(fā)展的時(shí)期。由于發(fā)電、用電地域之差，決定了我國(guó)輸變電行業(yè)將面臨巨大的挑戰(zhàn)和艱巨的任務(wù)。高壓SF<,6>斷路器既是電力系統(tǒng)中的重要電力裝備，又是高壓電器中典型的開(kāi)關(guān)電器之一，其產(chǎn)品的研究涉及電、磁、熱、機(jī)等多學(xué)科內(nèi)容，以其為核心而進(jìn)行相關(guān)理論的研究對(duì)提高開(kāi)關(guān)行業(yè)的理論水平具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 高壓斷路器開(kāi)斷特性的研究是高壓斷路器設(shè)計(jì)理論和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究的重要內(nèi)容，由于高壓SF<,6>斷路器氣流場(chǎng)求解的

2、復(fù)雜性和特殊性，斷路器滅弧室的氣流場(chǎng)分析成為開(kāi)斷特性研究的重點(diǎn)。SF<,6>高壓斷路器的噴口對(duì)斷路器開(kāi)斷過(guò)程中吹弧氣體的流動(dòng)特性起著控制作用，從而成為滅弧室的心臟。本文以252kV SF<,6>斷路器為研究對(duì)象，以大型流體力學(xué)計(jì)算軟件包FLUENT為平臺(tái)對(duì)滅弧室氣流場(chǎng)進(jìn)行了仿真研究，結(jié)合電場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，研究了改變噴口喉部下游仰角、長(zhǎng)度對(duì)滅弧室吹弧氣體流動(dòng)特性、介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)特性的影響；首次應(yīng)用激波理論和拉伐爾噴口中流速與截面比的關(guān)系，研究了

3、局部“放-收”型面及兩段式型面對(duì)吹弧氣體的控制作用及對(duì)介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度的影響；比較了在不同的噴口尺寸及型面下的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度，得出了噴口下游的型面對(duì)開(kāi)斷過(guò)程中介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度影響顯著的結(jié)論。 同時(shí)，由于流體運(yùn)動(dòng)大多表現(xiàn)有湍流。本文從宏觀角度，選擇不同的湍動(dòng)模型，在改變噴口型面結(jié)構(gòu)下，通過(guò)數(shù)值模擬分析湍流產(chǎn)生及其對(duì)SF<,6>高壓斷路器吹弧氣體流動(dòng)和介質(zhì)恢復(fù)特性的影響。得出了光滑噴口壁面吹弧氣體的流動(dòng)表現(xiàn)為層流：噴口上的“放-收