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直流空气断路器利用磁场将电弧吹入金属栅片切割完成分断.金属栅片间隙窄,电弧烧蚀产生的金属蒸气不易扩散,同时,栅片近极压降、导磁特性都会影响电弧的熄灭时间.该文考虑了铜、铁、钢三种栅片材料电弧与金属蒸气的耦合作用,在电弧磁流体动力学(MHD)模型中加入物质传递方程,将电弧的电磁场、气流场、温度场及扩散金属蒸气相互耦合,仿真分析多因素共同作用下,电弧在灭弧室内的运动行为及能量变化引起的开断过程.并通过实验对比,验证仿真结果.研究结果表明,金属栅片材料对电弧演化过程产生了显著影响.铜栅片更容易释放金属蒸气,抑制了电弧的有效拉伸,近极压降无法快速建立,不利于熄弧.铁栅片的磁导率高、抗烧蚀能力强,但易在栅片入口处发生磁短路,造成电弧运动的局部停滞,加速栅片入口处金属蒸气堆积.不导磁的钢栅片,兼具抗烧蚀能力和磁驱特性,表现出更优的电弧开断性能.
直流空气断路器金属栅片金属蒸气磁流体力学电弧开断
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轨道交通所采用的直流空气断路器在开断过程中,空气电弧在跑弧道边缘会发生弧根粘滞,产生金属液滴喷溅现象,影响开断.为此考虑了金属液滴对直流空气电弧流场施加的体积力影响,对传统磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)方程进行改进,建立金属液滴-空气电弧双向耦合模型,并且对喷溅产生的金属液滴进行追踪,计算了液滴影响下空气电弧开断过程中温度场、流场变化,分析了影响弧根运动的气流涡旋现象.结果表明:金属液滴喷溅会改变空气电弧流场分布,延长弧根粘滞时间,使弧柱温度升高,弧流增大,燃弧时间增加,开断难度增大.该研究为减小金属液滴对直流空气电弧开断影响提供理论依据.
直流空气断路器金属液滴喷溅改进MHD模型粒子追踪双向耦合
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学位论文]作者：
银越
电气工程 沈阳工业大学 2025(学位年度)
自激式直流空气断路器重构磁场电磁特性控制电器
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1 事故经过
某110 kV变电站直流系统绝缘监察装置报绝缘下降故障,正极母线对地电压为156 V,负极母线对地电压为66 V,判断为直流系统正极接地.随即采用传统的拉路法查找接地点,在操作过程中,当把10 kV电压并列屏空气断路器断掉后,10 kV电容器断路器发生了跳闸,10 kV所有出线的继电保护装置报电压互感器断线,主变压器后备保护装置报复压开放,经检查为电容器保护中的欠压保护动作,将正在运行的断路器跳开.
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学位论文]作者：
彭世东
电气工程 沈阳工业大学 2025(学位年度)
直流空气断路器小电流分断液桥形成
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学位论文]作者：
杨竣成
电气工程 沈阳工业大学 2025(学位年度)
直流断路器金属液滴喷溅电弧开断特性
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针对某核电厂500 kV升压站不间断电源改造期间发生的一起负荷送电导致的电源空气断路器跳闸事件,通过对比测试及分段送电等方式,查明导致设备运行异常的根本原因,并阐明不间断电源改造前后接地方式的差异导致的断路器跳闸现象.通过实施整改措施解决了断路器跳闸故障并消除了长期存在的安全隐患.
不间断电源微型断路器短路
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不停电换表装置能够保证更换电能表时持续为客户供电,让客户无感知换表,提高了供电企业的供用电服务水平,其工作原理是建立电能表计量回路的短接旁路,目前主要有穿刺和电能表接插件2类设备.2类设备虽然都能实现不停电换表这一功能,但在安全取电、电能计量、成本控制、适用性以及普及周期等方面仍存在不足.文章提出了一种新型不停电换表装置,创新性地从空气断路器下口固定螺丝取电,能够兼顾成本、安全、高效、适用性、电能计量等多个方面,有效解决了当前市面上不停电换表装置的不足.
不停电换表穿刺接插件安全取电成本控制适用性
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大容量自激式直流空气断路器(SE-DCCB)广泛应用于轨道交通电力系统中,其可以快速切断大等级短路电流.但是 SE-DCCB 分断几百安小电流时自激磁场较小,导致电弧燃弧时间较长甚至开断失败.该文通过耦合自激线圈磁场的改进磁流体动力学(MHD)模型,仿真得出双气流涡旋和弧根黏滞是SE-DCCB开断小电流失败的主要原因.为了提高SE-DCCB开断小电流的能力,对其结构进行改进,改进结构 SE-DCCB 采用安装导磁条的导磁板,并减小跑弧道转弯角半径,可以加快弧根运动速度、削弱小电流开断时的双气流涡旋和弧根黏滞现象,从而缩短燃弧时间.同时,改进结构 SE-DCCB 降低了电弧熄灭时刻灭弧室入口处的温度,能够减小电弧熄灭后重燃的概率,提升其开断小电流的性能.该研究揭示了 SE-DCCB 小电流难以开断的物理本质,可为轨道交通用空气断路器提供研发指导.
自激式直流空气断路器(SE-DCCB)小电流结构改进双气流涡旋弧根黏滞
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学位论文]作者：
宇思南
电气工程 沈阳工业大学 2024(学位年度)
高压断路器灭弧介质空气电弧击穿熄弧特性
