一种混合式直流断路器设计方法

针对一种典型的混合式直流断路器,本文提出了优先进行"零电流换流过程设计",随后进行"零电压换流过程设计"的设计方法。以8 k V/4k A的混合式直流断路器为例,针对预期短路电流160 k A且短路时间常数为7 ms的工况,基于该方法成功实现了短路分断时间不超过1.8 ms且分断峰值电流不超过40 k A的设计指标。该方法对混合式直流断路器的设计具有一定的指导意义。     

真空断路器温升模拟与散热设计

温升对断路器的性能有着重要影响,是断路器设计时重点考虑的指标之一。笔者以某型10k V/5k A的真空直流断路器作为研究对象,通过热电耦合法对其进行了温度场数值模拟,与温升试验结果高度吻合。此后,探讨了散热器的配置位置以及强迫风冷方式对该型断路器温升分布的影响,最后提出了针对该断路器行之有效的温升改善措施。本文对真空断路器的散热设计有一定的参考意义。     

液态金属限流器稳态热分析

针对液态金属限流器,本文介绍了液态金属限流器的稳态温升结构,以载流5000 A为目标,对该种结构的液态金属限流器进行热电耦合仿真。考虑接触面的接触电阻,本文求解了限流器各个部件的发热功率,然后以功率作为热载荷,对流散热表面使用综合散系数,对限流器的稳态温度场进行仿真分析,得到了满足要求的液态金属限流器结构。然后对该种结构的限流器进行稳态温升试验,通过监测监测点的温升得到其最大载流量,将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真的合理性。该仿真方法及试验对液态金属限流器的设计具有一定的指导意义。     

基于ANSYS的直流断路器温度场数值分析

温升作为断路器的考核指标之一,对断路器的性能有着重要影响。笔者以某型4000A直流断路器为研究对象,通过对热源激励和传热规律进行分析后建模,经ANSYS热电耦合仿真获得了断路器的稳态温度场分布,并与试验结果对比基本吻合。随后,分析了散热器材质和触头接触电阻对断路器温度场的影响,该项研究成果对断路器的热力设计具有一定的参考意义。