半波長輸電線路潛供電弧時空物理過程的數(shù)值建模方法.pdf

1、半波長輸電線路電壓等級高、輸電距離長、傳輸功率大，其潛供電弧問題尤為突出。如果潛供電弧不能及時熄滅，將使斷路器重合于弧光接地故障，造成重合閘失敗。研究潛供電弧的產(chǎn)生機理與動態(tài)物理特性，進而發(fā)展有效的抑制技術(shù)，具有重要的理論意義和應用價值。本文采用低壓模擬實驗和仿真建模相結(jié)合的方式，重點對短路電弧和潛供電弧的燃燒及運動形態(tài)以及潛供電弧起始前的等離子體狀態(tài)進行了探索研究。
　　通過低壓模擬實驗中高速相機拍攝圖片，本文分析了電弧的燃燒及

2、運動特性。并比較了不同潛供電流對潛供電弧特性的影響。發(fā)現(xiàn)短路電弧通道明亮直徑較大，電弧運動以徑向擴散為主。潛供電弧放電通道窄運動劇烈，同時其放電軌跡具有明顯的重復性且一直處在短路電弧殘余等離子體中。50A電流下潛供電弧重燃持續(xù)時間很長，幾乎整個工頻半周期都有較為明顯的放電通道。10A電流下，除擊穿瞬間外一般明顯的放電通道只能持續(xù)0.001s左右。
　　本文還通過將一般形式的系數(shù)型偏微分方程與經(jīng)典漂移-擴散模型結(jié)合，得到潛供電弧數(shù)值

3、模擬的理論模型，進而給出了基于有限元軟件COMSOL的實現(xiàn)方法。其后采用瞬態(tài)分析模擬了短路引弧放電中電弧的產(chǎn)生，擴散和消散過程。進一步地對放電過程中電場、微觀粒子空間分布情況及反應過程進行了探索研究。模型結(jié)果與高速攝像實驗結(jié)果在時間和空間上具有較高的吻合程度。仿真結(jié)果表明:短路電弧主要包括電暈放電和短路引起的弧光放電兩個過程，其中前者持續(xù)時間極為短暫。放電過程中引弧線上電子密度呈先增加后減小的趨勢，且有不同于一般流注放電的特征。正離子和