高壓SF6斷路器開(kāi)斷電弧動(dòng)態(tài)演變的數(shù)值模擬.pdf

1、近些年來(lái)我國(guó)電力系統(tǒng)行業(yè)迅速發(fā)展，為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，高壓電器行業(yè)也迅猛發(fā)展。而高壓SF6斷路器在電力系統(tǒng)中占有重要地位，尤其在最近發(fā)展的超高壓與特高壓領(lǐng)域更顯得重要。這就對(duì)高壓SF6斷路器提出了更高的要求，使其向更高電壓等級(jí)、大容量方向發(fā)展。對(duì)高壓SF6斷路器開(kāi)斷過(guò)程進(jìn)行研究，了解開(kāi)斷過(guò)程中電弧的演變過(guò)程，知道影響電弧變化的因素，在實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)各影響因素進(jìn)行優(yōu)化，就可以改善高壓SF6斷路器的性能。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)理論的大

2、力發(fā)展，新興的數(shù)值模擬的方法被應(yīng)用到高壓SF6斷路器的研究上。數(shù)值模擬的研究方法與傳統(tǒng)的方法相比，前者具有更多的優(yōu)點(diǎn):耗時(shí)短、花費(fèi)少、更方便靈活;能更加直觀(guān)的觀(guān)測(cè)到研究現(xiàn)象;可以改變參數(shù)使斷路器運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)，從而指導(dǎo)生產(chǎn)應(yīng)用。因此數(shù)值模擬的方法也被應(yīng)用到高壓SF6斷路器的研究中。
　　本文主要研究影響高壓SF6斷路器穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，即斷路器開(kāi)斷電路時(shí)滅弧室內(nèi)電弧的發(fā)展?fàn)顩r。首先根據(jù)高壓SF6斷路器產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)，在COM

3、SOL軟件中高壓SF6斷路器的滅弧室的仿真進(jìn)行前處理，包括幾何建模、網(wǎng)格剖分、材料定義、物理場(chǎng)選擇建模，之后可以得到高壓SF6斷路器滅弧室的數(shù)學(xué)建模。采用有限元的方法對(duì)仿真模型進(jìn)行求解，然后利用COMSOL后處理模塊的對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行可視化后處理，使仿真數(shù)值數(shù)據(jù)更加直觀(guān)。論文通過(guò)對(duì)高壓SF6斷路器滅弧室內(nèi)電弧的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的仿真，得到了動(dòng)、靜觸頭在不同行程時(shí)，滅弧室內(nèi)電弧的電場(chǎng)、離子濃度等的分布圖，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，會(huì)對(duì)高壓SF6斷路器開(kāi)斷