文档名：大电流空气电弧栅片烧蚀数值模拟与分析
摘要：电网输配电容量不断增加对低压断路器的开断性能提出了更高的要求.低压断路器开断大电流时,电弧烧蚀灭弧栅片产生的金属蒸汽会极大的影响断路器开断性能,阻碍断路器发展并且不利于电网安全运行.因此,建立了开断电流为10kA的栅片烧蚀模型,研究了栅片烧蚀特性.模型考虑了栅片阴极端和阳极端不同的电弧能量注入,栅片材料的熔化、蒸发以及栅片表面形貌变化,并将弧根运动引入模型中.利用此模型计算了铁栅片烧蚀质量以及温度和熔化材料分布.仿真结果表明:栅片阴极端温升大小和范围均小于栅片阳极端的值.栅片表面熔化区域尺寸和位置随着弧根的移动而改变.栅片阳极端熔沸点来临时刻分别是2.19ms和2.89ms,烧蚀质量为1.84mg.而栅片阴极端熔点来临时刻为4.12ms,温度始终低于栅片材料沸点,烧蚀质量近乎为0.该文得到了单次开断下栅片两端烧蚀形貌,为研究多次开断下栅片烧蚀引起的栅片间短弧长度和移动路径变化对断路器开断性能的影响献力.
Abstract：Theincreasingcapacityoftransmissionanddistributionofpowergridsputsforwardhigherrequirementsforthelow-voltagecircuitbreaker(LVCB)interruptionperformance.WhenanLVCBbreaksahighcurrent,themetalvaporproducedbyarcplateerosiongreatlyaffectstheinterruptionperformanceofthecircuitbreakers,impedesthedevelop-mentofthecircuitbreaker,andimpairsthesafeoperationofthepowergrid.Therefore,aplateerosionmodelwithabreakingcurrentof10kAisestablishedandtheplateerosioncharacteristicsarestudiedinthispaper.Themodelconsidersthedifferentenergyinjectsofplatecathodeandanode,themeltingandevaporationofplatematerials,andthechangesofplatesurfacemorphology,andintroducesthearcrootmovementintothismodel.Byusingthismodel,theerosionmassandthedistributionoftemperatureandmeltingmaterialsarecalculated.Theresultsshowthatthetemperatureriseandtemperatureriseareaofplatecathodearelessthanthoseoftheplateanode.Thepositionandsizeofthemeltingareachangewiththemovementofthearcroot.Theplateanodetemperaturereachesthematerialmeltingpointandboilingpointat2.19msand2.89ms,respectively.Theerosionmassofplateanodeis1.84mg.Theplatecathodetemperaturereachesthematerialmeltingpointat4.12msandisalwayslessthanthematerialboilingpoint.Theerosionmassofplatecathodeapproaches0.Theplateerosionmorphologyisobtainedinthispaper,andtheresultscancontributetothestudyoftheeffectofchangeinthelengthandmigrationpathofshortarcbetweenplatescausedbyplateerosionontheinter-ruptionperformanceofthecircuitbreakers.
作者：王钰洁 许诺 王立军 Author：WANGYujie XUNuo WANGLijun
作者单位：重庆交通大学机电与车辆工程学院,重庆400074西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室,西安710049
刊名：高电压技术 ISTICEIPKU
Journal：HighVoltageEngineering
年，卷(期)：2024, 50(6)
分类号：
关键词：大电流 空气电弧 开断性能 灭弧栅片 烧蚀
Keywords：high-current airarc interruptionperformance arcplate erosion
机标分类号：TM561O382P4
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：大电流空气电弧栅片烧蚀数值模拟与分析[
期刊论文] 高电压技术--2024, 50(6)王钰洁 许诺 王立军电网输配电容量不断增加对低压断路器的开断性能提出了更高的要求.低压断路器开断大电流时,电弧烧蚀灭弧栅片产生的金属蒸汽会极大的影响断路器开断性能,阻碍断路器发展并且不利于电网安全运行.因此,建立了开断电流为10...参考文献和引证文献
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