基于冲击波正反射理论的半封闭结构灭弧特性研究

由于雷电流在泄放过程中会引起绝缘电位差升高，导致接地网出现高电位差，威胁人身安全以及设备的正常运行。为降低杆塔接地电位差，采用半封闭结构压缩电弧产生冲击波，并在冲击波触壁后二次压缩气体形成反射波，以波叠加作用破坏电弧的发展。本文首先通过冲击波正反射理论，分析计算了峰值为10 kA的8/20μs冲击电流产生的正反射波超压值可达4.8 MPa;其次，建立二维轴对称的冲击放电模型，对结构的大电流冲击放电过程进行仿真；最后，进行半封闭结构电流冲击试验。仿真结果显示在10μs半封闭结构内最大压强达4.38 MPa,在80μs左右电导率降至0;试验结果测得冲击电流幅值由9.54 kA衰减到5.72 kA,并在65μs左右电流降至0。仿真与试验结果都表明，半封闭结构能有效熄弧并限制绝缘电位差升高。