导热高速气流与电弧耦合模型及应用效果分析

导热高速气流与电弧耦合模型及应用效果分析

论文摘要

为了增强气流灭弧防雷保护间隙的灭弧能力,使其能够运用到更高电压等级的线路上,本文提出采用喷射纵向气流(平行于电弧)代替横向气流(接近垂直于电弧)的方法来改进该间隙,并提供判断在纵向气流作用下电弧是否发生重燃的一种方法。本文从交流电弧的基本理论入手,阐述了电弧放电的形成过程,研究交流电弧的物理特性,分析在气流作用下间隙电弧的能量过程和喷射气流对促进电弧熄灭和电弧重燃的积极作用。假设在间隙电弧电流过零时喷射气流,研究此时的介质强度恢复过程和电压恢复过程,通过两者幅值和恢复速度的比较可判断电弧是否发生重燃。本文参考气吹断路器纵吹电弧的动态数学模型,建立在纵向喷射导热高速气流作用下的电弧模型。根据模型可以计算在不同电流下,电弧间隙温度场、电场等分布情况。本文以实际安装的喷射高导热高速气流灭弧装置为基础,对导热高速气流对电弧作用效果进行了分析,说明了导热气流灭弧的显著效果。更总结了该装置所带来的经济效益及作用。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 问题的提出
  • 1.2 国内外电弧数学模型的发展现状
  • 第二章 电弧放电的形成过程和交流电弧的物理特性
  • 2.1 气体放电的概念
  • 2.2 气体放电的形式
  • 2.3 交流电弧的物理特性
  • 2.3.1 交流电弧的伏安特性
  • 2.3.2 交流电弧的温度
  • 2.3.3 交流电弧的直径
  • 2.3.4 交流电弧弧柱的电位梯度
  • 2.3.5 交流电弧电流过零现象
  • 第三章 在气流作用下的电弧能量过程
  • 3.1 对流
  • 3.1.1 横向气流作用下的对流
  • 3.1.2 纵向气流下的对流
  • 3.2 辐射散热
  • 第四章 高速导热气流作用下交流电弧的熄灭和重燃理论
  • 4.1 电弧间隙上的恢复电压
  • 4.2 介质强度的恢复
  • 4.3 交流电弧的熄灭和重燃理论
  • 4.4 气流作用下的电弧熄灭和重燃
  • 第五章 高速导热气流作用下电弧重燃率的分析
  • 5.1 介质恢复强度计算
  • 5.2 几种情况下的电弧间隙电压恢复分析
  • 5.2.1 单相交流电路电压恢复过程
  • 5.2.2 二、三相交流电路不同短路形式的工频恢复电压
  • 第六章 在纵向气流作用下的电弧模型
  • 6.1 仅靠热传导的电弧熄灭时间计算
  • 6.2 建立气流和电弧的耦合模型
  • 第七章 导热高速气流与电弧耦合作用试验
  • 7.1 导热高速气流与电弧耦合作用试验
  • 7.2 电弧电流、电压波形及导热高速气流分析
  • 第八章 喷射导热高速气流装置的运行分析
  • 8.1 装置安装运行现场
  • 8.2 高速气流灭弧装置作用及效果
  • 总结展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表论文情况
  • 相关论文文献

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