自能式SF6断路器介质强度的计算与分析

为改进灭弧室设计 ,应用有限元法对一自能式 SF6断路器灭弧室的绝缘强度进行了计算分析 ,得到了影响灭弧室电场分布的主要因素并提出了改善电场分布的有效方法。应用流注理论对断路器开断过程中的介质强度进行了计算分析。利用这一方法可以使介质强度的分析由定性变为定量 ,对灭弧室的设计和改进有重要作用     

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。     

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。     

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.     

自能双动式SF_6断路器无载分闸气流场的仿真

以252 k V自能双动式SF_6断路器的灭弧室为研究对象,对自能双动式SF_6断路器的灭弧室无载分闸气流场进行仿真分析。采用二维Navier-Stokes(N-S)方程,并与气流场控制方程联合,运用动网格技术,对计算区域进行划分。根据断路器的行程曲线,通过自编程序控制网格的动态变化,实现断路器分闸的动态过程。设定仿真计算的初始条件,进行迭代运算。结果表明,随着断路器分闸位置的变化,灭弧室喷口处的压力呈现先增大后减小的变化;断路器处于分闸状态时,喷口上、下游的马赫数最大值分别达到1.60和1.45,并得到自能双动式SF_6断路器灭弧室无载分闸时,灭弧室内压力及马赫数的变化情况。     

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。     

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。     

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。     

250 kV振荡波发生器的固态断路器均压环优化设计

固态断路器的极板边缘电场分布计算是实现安全裕度下断路器均压环优化设计的关键。应用有限元法将断路器内的典型结构简化成轴对称模型,可实现准确快速计算。对充电放电暂态变化过程的电路仿真,发现了放电过程中电场强度比充电过程电场强度更小。基于有限元方法,计算了电场分布,优化设计了均压环。引入均压环管径、外径、安装距等结构参数,提出二阶灵敏度系数的概念,研究了各参数对均压环表面及断路器极板边缘电场分布的影响,有效地将均压环表面的最大电场强度控制在2.5 kV/mm以下。得出了满足250 kV固态断路器均压环条件的有效优化方案。     

10kV户外真空断路器绝缘性能分析

本文采用电磁场理论以及有限元分析方法,利用电磁场数值分析软件平台,对三相分立敞开式10kV户外高压交流真空断路器进行了电场绝缘结构的分析校核。获得触头分别在不同开距下,真空断路器的整体和真空灭弧室的电位及电场强度分布云图,分析其绝缘的薄弱环节,所得分析结果及理论数据为产品样机的绝缘结构设计提供了可靠依据。     

SF6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算

应用Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ法对可压缩气体非稳态控制方程组进行了数值求解，计算了ＳＦ６压气式断路器灭弧室在不同压比，不同喷口形状下的流场分布。通过对计算结果的分析，讨论了在不同情况下灭弧室对开断小电容性电流后的过电压的承受能力。     

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。     

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。     

基于操动机构配合公差的断路器灭弧性能研究

针对操动机构配合公差对高压断路器灭弧室灭弧性能的影响,建立了操动机构和灭弧室联合仿真模型.通过对比联合仿真计算结果与工程试验所得数据,验证了联合仿真模型的准确性与适用性.研究结果表明:操动机构系统的配合公差等级与配合数量对灭弧室灭弧性能影响较大,配合公差等级对灭弧室灭弧性能的影响主要体现在灭弧室关键部位气体压力变化的滞后性,滞后时间最长为0.002s;考虑不同公差配合数量时,灭弧室关键部位气体速度幅值变化较大;通过选择合适的配合等级与配合数量能够提升灭弧室灭弧性能.     

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．     

超高压自能式灭弧室吹弧性能优化

为研究超高压自能式灭弧室的结构参数对其吹弧性能的影响,增强断路器开断过程中的吹弧效果,提升断路器的可靠性,首先,建立考虑多物理场耦合的超高压自能式灭弧室仿真模型,计算开断时灭弧室的压力和温度变化,同时,利用压力测量实验验证仿真模型的有效性;然后,通过仿真模型和控制变量法研究喷口喉部直径、喷口喉部长度和膨胀室体积对自能式灭弧室吹弧性能的影响,并以上述3个结构参数作为可控因素,以过零时刻电弧轴线平均温度为噪声因子,采用田口法与方差分析优化吹弧性能。研究结果表明:随着喷口喉部直径增大,电弧轴线整体温度升高;随着喷口喉部长度增加,电弧轴线整体温度升高;随着膨胀室体积增大,电弧轴线整体温度呈现先升高后降低的趋势;喉部直径、喉部长度和膨胀室内径对过零时刻电弧轴线平均温度的显著性分别为0.07,0.01和0.07,优化后喉部直径、喉部长度和膨胀室内径分别为29,75和55 mm;优化后过零时刻电弧轴线平均温度降低9.15%;喷口喉部直径、喷口喉部长度和膨胀室内径对吹弧性能有显著影响,其中喉部长度的影响程度最大。适当选择膨胀室体积、减小喉部直径和喉部长度能有效提高自能式灭弧室的吹弧性能,降低喷口的烧蚀程度。     

劣质绝缘子电场正问题优化算法分析

针对劣化绝缘子的电场法检测中绝缘子电场计算精度低的问题,提出基于遗传算法优化的模拟电荷法进行高压静电场计算,给出了优化方法原理、可行性分析,建立了绝缘子电场计算目标函数及优化模型,并进行了绝缘子串周围电场的计算分析.分析结果表明,将绝缘子串周围检测点电位作为目标函数,应用遗传算法优化模拟电荷的电荷量,可更好地对目标函数进行全局寻优,提高了模拟电荷法的寻优速度、绝缘子串周围电场的计算精度以及绝缘子串中劣质绝缘子诊断的准确度.