双断口真空断路器电弧特性研究

《双断口真空断路器电弧特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文双断口真空断路器电弧特性研究TheResearchonArcCharacteristicsofDouble．breakVacuumCircuitBreakers学号：．211曼Q墨墨完成日期：2Q!垒：Q墨!Q鱼大连理工大学DalianUniversityofTechnologyilllllllllllllllllllllMIIIllllllllll0Y2590833．．——大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，

2、除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文题目：堡垒塑狃墓坠逝堕盟选狂曲幺习壹作者签名：盟氆函日期：竺!蚌—L月jL日大连理工大学硕士学位论文摘要在电网电压容量不断提升的趋势下，人们越来越重视工作性能好、可靠性强的高压断路器的研发。真空间隙击穿电压与间隙长度之间的饱和效应是真空断路器向高电压等级发展的瓶颈，因此多断口真空断路器应运而生

3、。真空电弧的特性是影响多断口真空断路器性能的重要因素，其研究为开关领域的前沿课题之一。本文采用仿真与实验相结合的手段，分别从燃弧阶段以及弧后介质恢复阶段开展对双断口真空断路器电弧的研究。本文的研究结果将为双断口真空断路器的设计提供理论支持。首先，本文构建了直立型双断口真空断路器燃弧阶段的物理模型，结合质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程以及麦克斯韦方程组得到了双断口真空断路器亚音速真空电弧燃弧阶段等离子体区的双温磁流体动力学(MHD)模型。在Maxwell14．0中建立双断口真空断路器触头间隙磁场计

4、算模型，计算得到两个断口中的纵向磁场值，代入MHD模型，利用COMSOL进行数值求解，得到了两个断口中电弧等离子体密度、压力、速度、马赫数、温度、轴向电流密度、阳极热流密度等参数分布。间隙小的断口的电弧与间隙大的断口的电弧相比，等离子体各参数分布更加均匀且量值有所下降，且间隙差别越大差距越大。当两个断口间隙大d,4H差3mm，电流为10kA时，两个断口阳极热流密度最大值的比值高达1．346。因此，两个断口间隙的差别不应过大，否则将不利于真空电弧的调控。随后，运用ATP搭建双断口真空断路器弧后介质恢复过程

5、的连续过渡模型。分析了影响开断和击穿过程的机制。此外，还分析了双断口真空断路器两个断口间隙不同对暂态恢复电压分配的影响，得出若近地侧断口间隙较大，两个断口的电压分布能得到改盖口0最后，采用CMOS高速照相机拍摄断路器开断时的电弧图像，与利用MHD模型数值计算得来的光强进行对比，二者具有一致性，验证了模型的有效性。除此之外，还对双断口真空断路器非同期开断时两个断口电弧形态演变过程进行了比较分析。关键词：双断口真空断路器；磁流体动力学模型；真空电弧；数值仿真；弧后介质恢复阶段本论文得到国家自然科学基金(51

6、277020)、中央高校基本科研业务费专项基金(DUTl0ZD202)、霍英东基金项目(131057)、教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目(NCET一10—0282)、高等学校博士学科点专项科研基金(20120041110010)的资助。双断口真空断路器电弧特性研究TheResearchonArcCharacteristicsofDouble—breakVacuumCircuitBreakersAbstractInthewakeofgrowingnetworkvoltagecapacity，morea

7、ttentionhasbeenpaidontheresearchanddevelopmentofhighvoltagecircuitbreakerswithgoodopermionperformanceandhighreliability．Vacuumcircuitbreakers(VCBs)arelimitedwhiledevelopingtomgh-voltagegradebecauseofthesaturationeffectofvacuumgaps．Sotheconceptofmulti—bre

8、akvacuumcircuitbreakershasbeenproposed．Thecharacteristicsofvacuumarcarekeyinfluencefactorsrelatedtotheinterruptionperformanceofmulti．breakcircuitbreakers．Thus，theresearchonvacuumarCofmulti—breakvacuumcircuitbreakershasnatu