252kV自能式SF6断路器开断性能计算与分析

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本文结合平顶山高压开关厂252kV自能式SF6断路器的科技攻关项目,建立了断路器开断过程中灭弧室内静电场、一维气流场、二维气流场的物理模型,具有较强的工程实用性。 本课题是根据研制开发高压自能式SF6断路器的需要,以热膨胀+压气助吹灭弧室结构为模型,对断路器的电场和气流场分布进行理论计算和数值分析,为自能式SF6断路器的研制与开发提供理论依据。 首先利用ANSYS计算软件对灭弧室结构模型进行了全场域的电场分布计算,根据计算结果对灭弧室内部结构及灭弧室瓷套进行了比较设计,并通过了试验进行验证。在气流场计算过程中,本课题针对所研究的具体结构模型,首先建立气流场的数学模型,利用商用软件PHOENICS结合FORTRAN语言进行气流场计算模拟。利用该程序对小电流开断过程中灭弧室内的气流特性进行计算,分析压气室和膨胀室内气体压力的变化特性,气流场中气体压力、速度和密度随时间及空间的分布特性,得到小电流清况下灭弧室内部气体流动的规律。改变灭弧室内部的结构参数,分析计算结构参数的改变对小电流情况下的气流特性的影响。 对断路器负载时的气流场特性进行了计算。说明了膨胀室压力上升的机理。分析了电流过零时喷口内电弧参数变化的原因,此外,从理论上对所研究的断路器的开断性能进行了分析,表明本文所研究的自能式断路器是可以利用电弧能量熄灭电弧本身达到减小操作功的目的。
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