电弧触发器稳态温度场计算及其优化设计

为了计算电弧触发器稳态温升,本文建立了电弧触发器二维稳态温度场模型,采用matlab自编程方法计算电弧触发器稳态温度场,并通过温升实验验证模型的正确性。针对圆孔型电弧触发器,本文通过保持狭颈总截面不变,来保证弧前时间一致,并在此条件下研究不同狭颈数对电弧触发器稳态温升的影响规律,以此对电弧触发器进行优化设计。     

液态金属限流器稳态温升仿真及试验研究

液态金属限流器稳态温升限制其通流能力,笔者对液态金属限流器的发热和传热过程进行分析,提出了适用于液态金属限流器稳态温升的仿真分析方法。根据所提出的方法,对液态金属限流器样品进行了三组稳态温升仿真与试验,通过仿真计算结果和试验数据的对比,验证了仿真方法的正确性,得出液态金属限流器通流能力随通流孔径增大而增大的结论。     

液态金属限流器自收缩效应的仿真研究

液态金属的自收缩效应是液态金属限流器(LMCL)实现限流功能的主要因素。本文首先简要介绍了液态金属的自收缩效应,然后在综合考虑气液两相流流场、电磁场以及热场相互作用的基础上,结合流体体积法(VOF)模型、湍流模型和磁流体动力学模型(MHD),建立了考虑自由表面的三维液态金属自收缩效应模型,通过流体力学分析软件FLUENT进行了仿真计算,根据仿真结果从理论上解释了液态金属自收缩效应的产生机理。     

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。     

液态金属限流器电阻特性测试及建模

液态金属限流器依靠电弧电阻实现故障限制功能,已有研究缺乏对电弧发生发展全过程的分析,未能完整描述其电阻变化特性。本文通过实验方法对液态金属单元的限流工作特性进行了测试,分析了限流过程四个阶段的电阻变化特点,进而建立了描述其完整工作过程的电阻特性数学模型,并与实验结果取得了良好的吻合。此模型有助于实现液态金属单元在电力系统中限流特性的快速仿真计算。