氣體短緣短間隙流注放電過程計算機(jī)仿真.pdf

1、SF6以其優(yōu)異的物化性能,已成為電力行業(yè)中廣泛使用的重要熄弧及絕緣介質(zhì)。但SF6是一種溫室氣體,已經(jīng)被1997年通過的《京都議定書》列為全球管制使用的六種氣體之一,因此,近年來尋找SF6替代氣體的研究工作成為各國科學(xué)家和電力部門需要解決的迫切問題。本文的主要工作就是對SF6/N2混合氣體這一目前最有可能替代SF6的氣體介質(zhì)的放電過程進(jìn)行仿真模擬,以期能夠更加深刻理解該類氣體介質(zhì)的放電機(jī)制,進(jìn)而為后續(xù)以該類氣體為絕緣介質(zhì)的電力設(shè)備的絕緣設(shè)

2、計提供必要的理論支持。
　　 本文采用二維流體動力學(xué)模型模擬板-板氣體間隙流注放電過程。模型包含根據(jù)物質(zhì)守恒定理推導(dǎo)出的描述正、負(fù)離子以及電子對流-擴(kuò)散運動過程的連續(xù)性方程,并耦合泊松方程對空間電場分布進(jìn)行分析。對于模型的求解采用有限元法,用通量校正傳輸法(Flux-CorrectedTransport,FCT)抑制求解過程中產(chǎn)生的數(shù)值震蕩問題。實現(xiàn)了SF6及其混合氣體短間隙下流注放電過程的二維動態(tài)仿真。仿真包括了放電過程中各種

3、帶電粒子的碰撞電離、附著、結(jié)合、擴(kuò)散等過程,并且考慮了光電離對放電過程產(chǎn)生的影響。
　　 本文對相同初值以及邊界條件條下10％SF6-90%N2、50%SF6-50%N2和純SF6氣體的流注放電情況進(jìn)行了仿真,并就仿真結(jié)果作了對比和分析,結(jié)果表明:SF6含量高的混合氣體相對來說比較不容易被擊穿。并且在放電過程中可以觀測到負(fù)向流注的出現(xiàn)。并通過對有、無光電離參與時50%SF6-50%N2混合氣體氣體流注放電過程中不同時刻的軸向電子