基于能量平衡理論的連續(xù)觸發(fā)噴射氣流滅弧間隙熄弧效果研究.pdf

1、并聯(lián)間隙是架空線路上常用的一種雷電防護方式，可以有效的保護線路絕緣子免受交流電弧燒蝕，但由于其缺乏熄弧能力，容易造成輸電線路跳閘，影響供電穩(wěn)定性。為有效熄滅輸電線路交流電弧，并且防止其因交流電源或多次回?fù)魧?dǎo)致電弧重燃，大幅降低雷擊跳閘率，研制了一種連續(xù)觸發(fā)噴射氣流滅弧間隙。該裝置通過連續(xù)觸發(fā)的兩次高速氣流，在熄滅電弧的同時持續(xù)加速弧道對流散熱，抑制電弧重燃。同時，針對多次回?fù)粢鸹〉乐厝嫉那闆r，裝置通過快速的切換滅弧能量體做到氣流與回?fù)?/p>

2、一一對應(yīng)，抑制重燃。
　　本文首先基于爆炸力學(xué)的C-J理論，研究了滅弧間隙內(nèi)噴射氣流產(chǎn)生的機理，建立了高速高壓的氣流沖擊波數(shù)學(xué)模型。然后基于電弧能量平衡理論，分析了交流電弧熄滅的機理，研究了電弧通道能量散失的三種途徑，建立了氣流耦合電弧的模型。通過ANSYS Fluent軟件對噴射氣流熄滅交流電弧并抑制其重燃的全過程進行數(shù)值模擬，對前文建立的模型進行數(shù)值求解。經(jīng)過仿真，7.1ms時，電弧通道的平均溫度Ta首次低于3000 K，電弧

3、熄滅，之后噴射氣流繼續(xù)對整個通道對流散熱，抑制電弧重燃。
　　在實驗室環(huán)境下，模擬了裝置單次熄弧試驗與多次觸發(fā)實驗。實驗結(jié)果表明，連續(xù)觸發(fā)噴射氣流滅弧防雷間隙可在8ms內(nèi)熄滅電弧，并且對于間隔時間大于20.7 ms的兩次閃擊，裝置均可通過對滅弧能量體的重復(fù)觸發(fā)以熄滅重燃的交流電弧。
　　連續(xù)觸發(fā)噴射氣流滅弧間隙目前已試運行于兩條線路。根據(jù)運行記錄，試運行線路雷擊跳閘率、雷擊事故率大幅下降，并能夠防護住200kA級雷電的多次回