Математическое моделирование термодинамических процессов гашения дуги в потоке элегаза (SF6) в электрических аппаратах

• Автор: Ильин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01, 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. Г лава 1. Постановка задачи математического

моделирования процессов дугогашения.
1.1. Аналитический обзор состояния вопроса
1.2. Физическая модель взаимодействия электрической

дуги с продольным газовым потоком.
1.3. Основные допущения исследования
1.4. Элекгро- и теплофизические свойства дугоразрядной плазмы. Физические свойства элегаза.
1.5. Приближенные математические модели газотермодинамических процессов при дуговом разряде в
потоке плазмообразующего газа.
1.6. Выводы по главе 1, обоснования актуальности проблематики в целом.
2. Глава 2. Интегральные модели процессов теплообмена дугового разряда с газовым потоком.
2.1. Моделирование электрической дуги каналовой моделью применительно к моделированию процессов дугогашения в высоковольтной аппаратуре.
2.2. Применение модели раздельного течения газов при моделировании процессов дугогашения
2.3. Теорема подобия и некоторые характеристики дуги
2.4. Учет конфигурации геометрии дугогасительных

элементов.
2.5. Газодинамическая часть модели и методика учета
нелинейных газо- и термодинамических
зависимостей.

2.6. Обобщенные комплексы газо-термодинамических
процессов.
2.7 Выводы но главе
3. Глава 3. Применение модели для расчета различных
режимов процессов дугогашения.
3.1. Интерфейс программы, ввод параметров, необходимых для расчета процесса дугогашения.
3.2. Применение математического моделирования для
расчета процесса дугогашения тока 30 кА для дугогасительной камеры выключателя типа ВЭБ
1 Юкв и исследование процесса с помощью созданной модели.
3.3. Сравнение полученных расчетным путем параметров
с экспериментальными данными, полученными при
коммутационных испытаниях.
3.4. Определение максимального тока отключения
выключателя расчетным методом и сравнение с
реальными данными
3.5. Определение коммутационной способности
выключателя с линейной геометрией дугогасителных
сопел
3.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение высоковольтных коммутационных аппаратов в энергетике выдвигает задачу в проблеме изучения сложных процессов развития обдуваемого дугового разряда, поскольку именно зона развития составляет основу дугогасительных камер создаваемых аппаратов. Эта проблематика определяет важность изучения процессов, сопровождающих работу коммутационных аппаратов. Генерируемая между главными контактами аппарата электрическая дуга представляет собой плазму, находящуюся в сложном тепловом, газодинамическом и электродинамическом взаимодействии с плазмообразующим газовым потоком. Это стимулировало изучение механизмов горения установившегося дугового разряда и процессов тепло - и массообмена при течении низкотемпературной плазмы в каналах при наложении и отсутствии внешних электромагнитных полей. Накоплен большой материал по изучению дуговых процессов в работах:
В последние годы создаются высоковольтные аппараты преимущественно с применением элегаза (шестифтористая сера вРД в качестве дугогасительной среды и изоляции. Применение элегаза распространяется на коммутационные аппараты практически всех классов напряжения от 35 до 1150 кВ. В Российской Федерации такие аппараты начали широко использоваться относительно недавно и в основном западного производства, однако, зарекомендовав себя как надежные и практически не требующие обслуживания, заслужили признание во всех энергосистемах. Что, конечно, привело к потребности разработки новых конструкций отечественного аппаратостроения. В условиях современного рынка предприятия не имеют возможности тратить огромные средства на проведение многочисленных опытов при конструировании новых дугогасительных устройств. Что определило актуальность изучаемой тематики в данной научной работе.

л=Г(Т) Теплопроводность от температуры

§ 0,1 О
§ 0,05 с
І—♦—л=Г(Т)
500 1000 1500 2000
температура
2500 3000
Рис. 1 .б.Зависимость теплопроводности от температуры
3=Р,Т) Функция теплового потенциала
температура
Рис.1.7. Зависимость функции теплового потенциала от давления и температуры
Из Рис.1.7. видно, что функция теплового потенциала слабо зависит от давления.
Так же в литературе возможно найти и график зависимости проводимости от температуры для элегаза: