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1、气吹灭弧防雷间隙电弧机理分析8广西电力GUANGXIELECTRICPOWER2011年4月Vol34NO.2气吹灭弧防雷问隙电弧机理分析ArcMechanismAnalysisofGasBlastArcQuenchingTypeLightningProtectionGap王巨丰,潘坤年,陈智勇.,黄志都,唐捷WANGJu-feng,PANKun—nian,CHENZhi—yong2,HUANGZhi—du,TANGJie(1.广西大学,广西南宁530004;2.广西电网公司电力科学研究院,广西南宁530023)(1.GuangxiUniversity,Nanning530004,Chi
2、na;2.GuangxiPowerGridElectricPowerResearchInstitute,Nanning530023,China)摘要:根据输电线路气吹灭弧防雷间隙的工作原理和现象,提出一种气吹灭弧模型,该模型由气体爆炸波模型,灭弧气体流动模型,电弧等离子体模型构成.在流体力学软件(CFD)的基础上,通过Fluent建模,对气吹灭弧装置作用于电弧情况进行仿真.仿真结果表明,电弧能够在极短的时间内被高速气流吹离间隙,且电弧表面温度下降极快.气吹灭弧试验的结果验证了仿真模型的合理性,证明防雷间隙工频续流电弧能够被气吹灭弧装置产生的高速气流有效切断并熄灭.关键词:防雷;灭弧间隙;
3、灭弧;电弧等离子体;仿真Abstract:Agasblastarcquenchingmodelisproposedbasedon.theprincipleandphenomenonofgasblastarcquenchingtypelightingprotectiongapontransmissionline.Themodelisconsistingofgasblastwavemode1.arcquenchinggasflowmodelandarcplasmamode1.TheactionofgasblastarCquenchingdevicetoarcissimulatedbyflue
4、ntmodelbasedonhydrodynamicssoftwareCFD.SimulationresultsshowthatthearCCanbeblowoffthegapinveryshorttimebyhighspeedgasflowandthearesurfacetemperaturedroppedveryquickly.Theresultsofgasblastarcquenchingtestverifytheeffectivenessofthemodel,andprovethatpowerfrequencysustainingcurrentarcoffightingprote
5、ctiongapcanbecutoffandsuppressedeffectivelybythehighspeedgasflowgeneratedbygasblastarcquenchingdevice.Keywords:lightningprotection;arcquenchinggap;arcquenching;arcplasma;simulation中图分类号:TM862文献标志码:A文章编号:1671—8380(2011)02—0008—030引言当前电力系统的防雷理念主要有"拦截型"和"疏导型"."拦截型"防雷保护主要采取架设避雷线,横向避雷针拦截雷电,拦截成功率与雷电极性,
6、地形及坡度,避雷线保护角等诸多因素有关且很难控制,导致拦截失效率很高."疏导型"防雷保护主要采用普通并联间隙,允许线路有一定的雷击跳闸率,而线路跳闸率是考核电网安全运行的重要指标.针对上述情况,本课题组提出采用气吹灭弧防雷间隙作为防雷保护措施的"瞬时疏导型"防雷理念.气吹灭弧防雷间隙是一种在冲击电弧击穿间隙后,能够迅速切断工频电弧的新型防雷间隙,实现既可以限制雷击过电压又可以避免断路器频繁跳闸的功能】.到目前为止,国内外学者对电弧现象做了许多仿真方面的研究工作.文献[2]把电弧现象描述为一个涉及到电场,磁场,热场及流场变化的复杂过程;文献[31建立了在磁场驱动下的一维链式电弧模型;文献[
7、4】对稳态电弧和动态电弧进行了仿真;文献f51则较为全面地介绍了包括电极在内的电弧仿真模型,并给出电弧动态分析的详细结果.本文通过流体力学软件(CFD),模拟实际工况,建立气吹灭弧模型,对高速气流作用于电弧的情况收稿日期:2010—12-20基金项目:国家自然科学基金(50867002).第一作者简介:王巨丰(1956一),男,工学博士,教授,研究方向为现代防雷技术.2011年4月Vol34NO.2广西电力eUANGXIELECTR
