基于ANSYS的灭弧室电场计算与分析

首先建立精确的断路器灭弧室的CAD模型,采用ANSYS有限元分析软件对灭弧室的电场进行计算,来分析模型的绝缘性能,并根据计算结果对灭弧室结构进行修改和优化,进而得到最优的电场分布。这种电场优化计算的方法可以为以后断路器灭弧室的优化设计提供参考依据。     

馗叩缪梗樱芲6断路器灭弧室的发展及其全场域数值分析

文中提出了特高电压ＳＦ６断路器的发展途径和灭弧室设计指导思想的３个重要新观点．叙述了所建立的电弧二维动态数学模型，灭弧室全场域中二维电场、二维气流场和介质强度恢复特性的数值分析．对提高ＳＦ６断路器开断能力，为５５０ｋＶ单断口ＳＦ６断路器的发展提供了理论依据和实用的计算机模拟     

特高电压SF6断路器灭弧室的发展及其全场域数值分析

文中提出了特高电压ＳＦ６断路器的发展途径和灭弧室设计指导思想的３个重要新观点，叙述了所建立的电弧二维动态数学模型，灭弧室全场域中二维电场、二维气流场和介质强度恢复特性的数值分析，对提高ＳＦ６断路器开断能力，为５５０ｋＶ单断口ＳＦ６断路器的发展提供了理论依据和实用的计算机模拟。     

真空断路器操作过电压理论分析和仿真研究

在真空断路器开断交流电流真空间隙介质恢复物理过程的基础上,建立了灭弧室介质强度恢复的数学模型,采用Saber软件的MAST语言编程,以真空断路器开断空载变压器的一个完整过程为例进行了仿真计算,根据计算结果,分析了暂态过程、过电压的特点以及变压器、真空断路器参数对过电压的影响。     

基于Ansys静电场的含并联电容的超高压断路器电场分析及设计

计算了550kV双断口间有无并联电容器组时的电压分布.另外,通过对含并联电容器组的550kV断路器的灭弧室的电场计算分析和试验验证,指出了并联电容器设计时的合理布置至关重要,否则,很可能会引起电容器对金属屏蔽罩间的击穿.     

气体绝缘363 kV快速真空断路器电场分析

具有快速开断能力的真空断路器能够在极短时间内开断短路电流,有利于减小短路电流对电网设备的冲击,但目前单断口的真空断路器难以直接应用于高电压等级电网。提出了一种全新的SF6气体绝缘的363kV真空断路器,采用40.5kV真空灭弧室的串并联结构,采用基于涡流驱动原理的操动机构实现短路电流的快速开断。对于高电压等级真空断路器,需要重点研究断路器内部的电场分布问题。基于总体设计结构的对称性对断路器单个单元和端部单元进行了简化,然后建立了对应的断路器三维多重介质有限元计算模型,分析了导电杆、灭弧室、接线端子等关键部件的电场强度。计算结果表明:电场严重集中于上下接线端子、转接法兰的圆角处。雷电冲击电压下,接线端子圆角和转接法兰圆角最大值分别为28.5kV/mm和22.9kV/mm,导电杆的表面最大电场为13.4kV/mm,真空灭弧室内外及其他部件均处于控制范围内。对接线端子的圆角半径进行了优化设计,确定其圆角半径为12mm,为样机的生产提供了参考。     

12kV真空灭弧室绝缘性有限元仿真与优化

利用COMSOL 5.1软件建立真空断路器三维有限元模型,通过加载交流耐受电压分析和计算12 k V真空断路器隔室和灭弧室的电场分布以及动静触头在不同开距下的电场强度变化规律。通过仿真与优化可知:真空断路器灭弧室内屏蔽罩和陶瓷套管起到改善电场强度分布的作用;真空灭弧室4个场强较大值部位的圆角半径取2.5 mm较为合适;断路器分闸时,真空灭弧室动静触头之间的开距应取8~11 mm。仿真结果为真空断路器小型化和绝缘性能优化设计提供参考。     

高压开关外形设计的数学模型和计算方法

考虑110KV G.I.S(SF6)断路器灭弧室的外形设计问题。由于SF6气体对电场集中二分敏感，为了提高其绝缘水平，在设计灭弧室使灭弧室中电场的分布尽可能均匀。在此，将问题归结为一个非线性优化问题，在高精度的优化算法中，大多需要用到目标函数关于参数的导数值，一般采用差商代替导数，但会产生一定的误差，降低计算精度，而直接求出目标函数关于参数的导函数表达式，则避免了用差产替导致引起的误差，提高了计算精度。     

罐式SF_6高压断路器灭弧室电场分布的有限元分析

用有限元法对日本日立公司的ＯＦＰＴＢ－５５０型罐式断路器灭弧室内的电场分布进行数值计算,分析计算了灭弧室内动、静触头在分合过程中不同位置的静态电场,找到了最大场强的位置,得到了不同开距状态下灭弧室内的电场分布和沿触头表面的电场强度分布的情况,对断路器灭弧室内的绝缘强度进行了评估．     

罐式SF6高压断路器灭弧室电场分布的有限元分析

用有限元法对日本日立公司的ＯＦＰＴＢ－５５０型罐式断路器灭弧室内的电场分布的进行数值计算,分析计算了灭弧室内动,静触头在分合过程中不同位置的静态电场,找到了最大场强的位置,得到了不同开距状态下灭弧室内的电场分布和沿触头表面的电场强度分布的情况,对断路器灭弧室内的绝缘强度进行了评估。     

六氟化硫旋弧灭弧室残余磁场与介质恢复特性

在 SF_6旋弧灭弧室中,电弧熄灭后还存在着衰减的残余磁场,它与恢复电压产生的电场共同作用在游离的间隙上.本文分析了残余磁场及其影响,并采用合成回路技术测量了旋弧模型灭弧室的弧后介质恢复强度,得出了磁场与电场一起作用下恢复的结果.     

轨道交通直流断路器灭弧室优化设计

为缩短直流断路器灭弧时间，增强灭弧性能，选用能够增加灭弧能力的纯铁材料和镀锌工艺，采用V形对称双列布置金属栅片，增加导弧板和电弧与栅片的接触数量，优化灭弧室结构；并选取灭弧栅的3个栅片倾斜角度，运用Fluent模块进行燃弧阶段灭弧室气流场仿真，通过设置不同入口流速分布分析灭弧室内气流场分布情况，确定45°为最优的灭弧栅片倾斜角度，完成轨道交通用直流断路器灭弧室的优化设计。仿真结果表明，优化后的直流断路器灭弧室，可使电弧更加快速充分地与灭弧栅片接触，缩短燃弧时间，提高分断性能，改善灭弧效果。     

外电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜中空间电荷

在传统热脉冲法基础上改进测量回路,实现热脉冲法在外加电场下对固体薄膜电介质中空间电荷分布的测量,在此基础上,提出了数据校正的简便方法.以商用电容器聚丙烯薄膜为例,介绍在外加电场下测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布随时间的变化,展示了空间电荷在聚丙烯薄膜中动态的变化趋势.通过比较不同温度情况下聚丙烯薄膜内部电场分布,分析影响空间电荷积累的两个主要因素：温度、时间,说明在外加电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布简明快速有效.     

栅片灭弧室电场的计算及其对灭弧性能的影响

用有限元法计算了小容量接触器灭弧室内部三维电场的分布，分析了不同的栅片放置方式对电场分布的影响，并通过试验研究了电场对电弧重燃的影响程度．分析和试验表明：将灭弧栅片竖直放置，触头灭弧区域电场分布最均匀；在弧后恢复电压电场作用下，电弧重燃率最低，燃弧时间最短     

高压脉冲作用下水中硬岩的电场特性研究

高压脉冲液相放电由于其众多优势,广泛应用在岩石的破碎、石油开采、污水治理等领域.本文通过推导等效放电回路方程,得到放电电流及达到峰值电流的时间表达式,从而在COMSOL Multiphysics中定义脉冲电压,并将其加载在仿真模型的高压电极上.模拟仿真硬岩矿物组成、粒径、电极距离对电场强度和分布特征的影响.结果表明电场强度高度依赖矿石的电学性质、进料粒径、以及矿粒的位置.矿粒的介电常数差异越大,电场越强,分布越不均匀;电场强度向矿石边界转移,体现了电破碎的选择性破碎的机理,以及最大场强随着矿粒尺寸呈指数减小.     

SF6断路器灭弧室内电弧与气流间的相互作用

采用将一维电弧模型与二维气流场相结合的计算方法，对ＳＦ６断路器灭弧室内大电流稳态燃弧期间电弧与气流间的相互作用进行了计算分析，着重研究了电弧阻塞效应及其应用，并对不同灭弧室结构对热气流场的影响进行了探讨，最后给出了更适合于混合型ＳＦ６断路器的灭弧室结构。     

真空断路器灭弧室电场计算机仿真数值分析

介绍了VSm型真空断路器灭弧室内用ANSYS计算电场及电位的方法，并用ANSYS求解和分析了不同边界条件对灭弧室内电场及电位的影响，为真空灭弧室内的任意点电场及电位进行精确的定量计算与分析提供了依据．     

线圈布置方式对旋弧负荷开关开断能力的影响

为了提高旋弧灭弧室开断电流的能力,采用Comsol对负荷开关灭弧室的核心部件旋弧线圈的磁场进行仿真分析;以掌握磁场的分布特性及线圈参数对磁场分布的影响规律。在此基础上选取理论上优化、设计上可行的线圈布局;并建立二维模型在实际开断条件下对磁场进行仿真;最后对样机进行试验对比,得出开断容量与设计参数之间的关联。研究结果表明:压缩线圈高度;并且适当调整线圈布置方向可以有效增加线圈产生的磁通量强度,从而可以提高灭弧室开断电流水平,对旋弧灭弧室的设计具有一定的指导意义。     

特高压交流套管尾部均压球结构优化研究

针对套管尾部均压球表面电场分布不均匀、容易发生电晕及绝缘介质击穿的问题,应用三维有限元法,对特高压交流套管的电位电场分布进行了仿真计算,得出套管尾部均压球表面的电场分布不均匀,上、下段弧面的场强较高,中间区域的场强较低.分析了均压球的结构参数对其表面电场分布的影响,并以此确定了均压球结构优化的目标函数.在此基础上,利用神经网络拟合了均压球结构参数与优化目标之间的关系,得到了均压球结构参数的最优解.通过对特高压交流变压器套管尾部均压球结构优化,均压球表面最大电场强度降低了20%,均压球表面电场分布更加均匀,提高了套管尾部闪络电压,且结构简单、易于生产.