半波長(zhǎng)輸電線路潛供電弧時(shí)空物理過(guò)程的數(shù)值建模方法.pdf

1、半波長(zhǎng)輸電線路電壓等級(jí)高、輸電距離長(zhǎng)、傳輸功率大，其潛供電弧問(wèn)題尤為突出。如果潛供電弧不能及時(shí)熄滅，將使斷路器重合于弧光接地故障，造成重合閘失敗。研究潛供電弧的產(chǎn)生機(jī)理與動(dòng)態(tài)物理特性，進(jìn)而發(fā)展有效的抑制技術(shù)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文采用低壓模擬實(shí)驗(yàn)和仿真建模相結(jié)合的方式，重點(diǎn)對(duì)短路電弧和潛供電弧的燃燒及運(yùn)動(dòng)形態(tài)以及潛供電弧起始前的等離子體狀態(tài)進(jìn)行了探索研究。
　　通過(guò)低壓模擬實(shí)驗(yàn)中高速相機(jī)拍攝圖片，本文分析了電弧的燃燒及

2、運(yùn)動(dòng)特性。并比較了不同潛供電流對(duì)潛供電弧特性的影響。發(fā)現(xiàn)短路電弧通道明亮直徑較大，電弧運(yùn)動(dòng)以徑向擴(kuò)散為主。潛供電弧放電通道窄運(yùn)動(dòng)劇烈，同時(shí)其放電軌跡具有明顯的重復(fù)性且一直處在短路電弧殘余等離子體中。50A電流下潛供電弧重燃持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，幾乎整個(gè)工頻半周期都有較為明顯的放電通道。10A電流下，除擊穿瞬間外一般明顯的放電通道只能持續(xù)0.001s左右。
　　本文還通過(guò)將一般形式的系數(shù)型偏微分方程與經(jīng)典漂移-擴(kuò)散模型結(jié)合，得到潛供電弧數(shù)值

3、模擬的理論模型，進(jìn)而給出了基于有限元軟件COMSOL的實(shí)現(xiàn)方法。其后采用瞬態(tài)分析模擬了短路引弧放電中電弧的產(chǎn)生，擴(kuò)散和消散過(guò)程。進(jìn)一步地對(duì)放電過(guò)程中電場(chǎng)、微觀粒子空間分布情況及反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了探索研究。模型結(jié)果與高速攝像實(shí)驗(yàn)結(jié)果在時(shí)間和空間上具有較高的吻合程度。仿真結(jié)果表明:短路電弧主要包括電暈放電和短路引起的弧光放電兩個(gè)過(guò)程，其中前者持續(xù)時(shí)間極為短暫。放電過(guò)程中引弧線上電子密度呈先增加后減小的趨勢(shì)，且有不同于一般流注放電的特征。正離子和