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(hù)方式，可以有效的保護(hù)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(shí)持續(xù)加速弧道對(duì)流散熱，抑制電弧重燃。同時(shí)，針對(duì)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(duì)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(jī)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(jī)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(duì)噴射氣流熄滅交流電弧并抑制其重燃的全過程進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)前文建立的模型進(jìn)行數(shù)值求解。經(jīng)過仿真，7.1ms時(shí)，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(duì)整個(gè)通道對(duì)流散熱，抑制電弧重燃。
　　在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，模擬了裝置單次熄弧試驗(yàn)與多次觸發(fā)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(duì)于間隔時(shí)間大于20.7 ms的兩次閃擊，裝置均可通過對(duì)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(yùn)行于兩條線路。根據(jù)運(yùn)行記錄，試運(yùn)行線路雷擊跳閘率、雷擊事故率大幅下降，并能夠防護(hù)住200kA級(jí)雷電的多次回