文档名：断路器碳陶瓷合闸电阻能量耐受及失效特性
摘要：合闸电阻在大能量注入下的热电耐受及性能稳定是超/特高压交流系统断路器安全稳定运行的关键因素.为此通过开展合闸电阻模拟能量注入实验,并建立碳陶瓷复合材料微观结构热电耦合仿真模型,研究碳陶瓷电阻在不同强度能量注入下的材料温升、动态导电、性能劣化及结构破坏行为,分析碳陶瓷合闸电阻的能量耐受及失效机理.研究发现,碳陶瓷电阻具有随温度变化的动态导电特性,导通电阻及恢复电阻随能量注入强度的增加而减小;在大能量注入下,碳陶瓷电阻劣化及损伤模式包含恢复电阻下降、侧面绝缘击穿及电阻体碎裂.根据大能量注入下电阻内部多物理场分布仿真结果,结合碳陶瓷复合材料微观结构观察及电接触导电机制分析,揭示来源于碳陶瓷电阻内部电流密度、温度及热应力不均匀分布的性能劣化及结构破坏电热正反馈物理机制.
Abstract：ThethermoelectricenduranceandperformancestabilityoftheclosingresistorunderhighenergyinjectionarecriticalfactorsforthesafeandstableoperationofEHVAC/UHVACcircuitbreakers.Inthisstudy,theenergyinjectionexperimentofclosingresistorwascarriedout,andthethermoelectriccouplingsimulationmodelofcarbon-ceramiccom-positesmicrostructurewasestablished.Thematerialtemperature-risecharacteristic,dynamicconductivity,performancedeteriorationandstructuraldestructionbehaviorofcarbon-ceramicresistorunderdifferentintensityenergyinjectionwerestudied,aimingtoanalyzetheenergytoleranceandfailuremechanismofcarbon-ceramicclosingresistor.Resultsshowthatthecarbon-ceramicresistorexhibitsdynamicconductivityvaryingwithtemperature,andboththeconductingre-sistanceandrecoveryresistancedecreasewiththeincreaseofenergyinjectionintensity.Underhighenergyinjection,thedeteriorationanddamagemodesofcarbon-ceramicresistorincludethedecreaseofrecoveryresistance,lateralinsulationbreakdown,andresistorfragmentation.Accordingtothesimulationresultsofmulti-physicalfielddistributioninsidetheresistorunderhighenergyinjection,combinedwiththemicrostructureofcarbon-ceramiccomposites,andtheelectricalcontactconductionmechanism,theperformancedeteriorationandstructuraldestructionelectrothermalpositivefeedbackphysicalmechanismderivedfromtheunevendistributionofcurrentdensity,temperatureandthermalstressinsidethecarbon-ceramicresistorarerevealed.
作者：孙晋茹 戴辉翔 陈维 崔博源 杨飞 姚学玲 Author：SUNJinru DAIHuixiang CHENWei CUIBoyuan YANGFei YAOXueling
作者单位：西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室,西安710049中国电力科学研究院有限公司,北京100192
刊名：高电压技术 ISTICEIPKU
Journal：HighVoltageEngineering
年，卷(期)：2024, 50(6)
分类号：
关键词：断路器合闸电阻 碳陶瓷复合材料 能量耐受 动态导电 温升特性 劣化机制
Keywords：circuitbreakerclosingresistor carbon-ceramiccomposites energytolerance dynamicconductivity tem-peraturerisecharacteristic deteriorationmechanism
机标分类号：TB332U464.138TM774
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：断路器碳陶瓷合闸电阻能量耐受及失效特性[
期刊论文] 高电压技术--2024, 50(6)孙晋茹 戴辉翔 陈维 崔博源 杨飞 姚学玲合闸电阻在大能量注入下的热电耐受及性能稳定是超/特高压交流系统断路器安全稳定运行的关键因素.为此通过开展合闸电阻模拟能量注入实验,并建立碳陶瓷复合材料微观结构热电耦合仿真模型,研究碳陶瓷电阻在不同强度能量注...参考文献和引证文献
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