当重复雷击连续向输电线路放电时,将会对电网安全稳定运行造成毁灭性打击,导致连锁性反应的国民经济效益亏损。由于现有防雷措施缺乏针对多重雷击的防雷保护,笔者提出一种利用多重雷电脉冲触发爆轰反应一对一匹配重复雷击放电建弧过程的主动灭弧方法。建立了数学模型,对爆轰反应气流产物在灭弧腔内的作用效果进行理论分析与量化计算,并以此为依据对电弧与气流耦合过程进行仿真研究;提出并分析了重复雷击模型;最后通过灭弧实验验证灭弧装置对多重雷击防雷保护的可靠性。结果表明:爆轰反应气流场理论上能在1 L的刚性空间内维持高达131 MPa的强压2. 85 ms以上;仿真与实验电弧都在1 ms内可靠熄灭,能有大幅低雷击跳闸率;高压气流场可深度抑制重复雷击引发的多次建弧;固相灭弧装置具有较高的实际应用价值。 2018年第6期基于多重雷击保护的灭弧机理研究(总第286期)3．1仿真准备笔者采用ANSYS仿真系统，模拟主要要素包括:TNT，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com灭弧腔，电弧流体。灭弧机理研究-电动液压滚圆机滚弧机张家港不锈钢钢管滚圆机滚弧机TNT参数严格按照第二节中建立的数学模型取值，灭弧腔采用刚性无滑移材料，电弧使用高温等离子流体模拟。重复雷击建弧频率设定为1ms/次，选择雷诺应力模型作为湍流模型，考虑三系数模型的动力粘度系数，流体耦合控制方程采用N－S方程，求解器用非稳态时间步长迭代求解。3．2仿真结果3．2．1爆轰反应过程爆轰反应过程见图2，反应产物几乎瞬时转换成高压态气流场并剧烈压缩周围介质，在0．06ms时刻充满灭弧腔，其真实压强可达到169．2MPa，见图2(d)。依靠灭弧气流场响应时间的快速性与灭弧压力远大于电弧维持力的不对称性，使得电弧尚处在工频建弧过程的极早脆弱期被迅速截断。图2爆轰波不同时刻压力云图Fig2．2气流场耦合多重雷击建弧过程图3(a)－3(l)是在重复雷击多次建弧过程中，爆轰反应气流场熄弧效果的仿真等温图。图3(a)－3(d)描述了首次雷击闪络并触发爆轰气流场与电弧流体的耦合过程。以0．02ms为时间步长迭代求解50次(即1ms时间内)，由图中的电弧流体变化可观察到，由于反应产物在瞬间膨胀至充满整个灭弧腔，等离子弧柱流体在爆轰反应初期就受到巨大冲击载荷的猛烈压缩，电弧去游离过程加剧，灭弧腔内流体温度急剧下降，电弧被粉碎，见图3(a)－3(c)。反应0．5ms以后高温等离子体几乎全部湮灭，由于随后灭弧腔内气压仍维持着足够高的强度，灭弧腔内气流达到的介电强度灭弧机理研究-电动液压滚圆机滚弧机张家港不锈钢钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com