仿真技術之SF6斷路器噴口電弧熄滅過程(doc 13頁)

仿真技術之SF6斷路器噴口電弧熄滅過程內容摘要：
1　引言
隨著計算機性能的提高和計算技術的進步,數值仿真在各個領域得到廣泛的應用。噴口電弧的數值模型是仿真技術在斷路器研究領域應用的實例， 這也標誌著斷路器的設計已由經驗設計走向科學設計［1］。進入90年代，國外已成功開發了斷路器設計的計算機輔助工程係統(CAE)［2］，可對斷路器的各種開斷過程進行數值計算。
　　研究表明，用數值方法模擬斷路器開斷過程需解決的關鍵問題是要正確的表述電弧的物理機製。因此在SF6斷路器的發展中,對氣流中噴口電弧特性的研究有著重大的意義。為了揭示電弧在開斷過程中的複雜物理現象,分析氣流與電弧間的相互作用,國內外學者提出了眾多的電弧數學模型［3～5］。這些模型的控製方程中,所強調的是電弧與氣流間的相互作用,完全忽略了Lorentz力及電流密度徑向分量的影響。針對以上問題,本文建立了一種強調氣流、電弧、電磁場三者相互作用的噴口電弧二維磁流體動力學(MHD)數學模型［6］。與以往電弧模型比較具有以下特點：①控製方程同時包括電弧、氣流、電磁場三者的相互作用,消除了因忽略Lorentz力和電流密度徑向分量引起的物理意義失真；② 求解電弧二維電流分布；③考慮物理參數隨溫度變化，體現不同物質間性質差異；④采用修正的氣體狀態方程；⑤為真實反映機構特性與電弧之間的相互作用，進行了滅弧室、壓氣缸和操動機構聯合模擬計算。
　　本文對斷路器的全開斷過程進行了數值模擬，重點分析了電流過零前上遊壓力的積聚過程,計算了零後介質恢複過程，並提供了一套斷路器滅弧室通用計算分析軟件。

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