高压SF_6断路器气流场与电场并行求解技术的研究

【摘要】：高压SF_6断路器开断过程中介质恢复特性的准确计算是对断路器开断特性研究的一个重要方面。介质恢复特性的研究是一个十分复杂的过程,涉及到多种物理场的共同作用。其中最主要的是气流场和电场的影响,因此本文对介质恢复特性研究主要是针对气流场和电场进行的。本文以提高高压SF_6断路器介质恢复特性的计算准确性为目的,进行了灭弧室内气流场和电场并行求解技术的研究。首先根据断路器复杂边界、多重介质的特点,提出了子区域剖分的方法,形成了气流场和电场并行计算的前提条件。以子区域剖分方法为基础采用网格统一生成技术解决了气流场、电场在介质恢复特性计算区域内网格的一致问题,并同时进行了对局部网格加密处理的研究。在上述研究基础上,对断路器整个开断过程中的气流场和电场进行了并行计算及相关求解技术的研究,得到了不同开距下空载开断气流场速度矢量分布、马赫数分布、密度分布、灭弧室内气体压力分布和等电位线分布、电场强度分布的结果可视化,从而对开断过程的各个参数的变化进行了深入的分析。本文在对开断过程中介质恢复特性进行的研究中,以两场并行计算得到的结果为依托进行了单元节点的数据耦合。重点进行了不同喷口结构对介质恢复特性影响的对比分析,从数值仿真得到的结果证明,在触头的刚分阶段,喷口的结构对介质恢复特性影响不大,两种喷口结构作用下的介质恢复特性曲线是几乎重合的。随着触头开距的加大,带有多级缩放喷口结构的断路器的介质恢复特性值要高于无缩放喷口结构断路器的介质恢复特性值。本文同时对开断过程中电场强度最大值的位置和介质恢复电压最小值的位置进行了动态追踪。在整个开断过程中,小开距情况下,电场强度最大值出现在静弧触头的端部;在开距达到30%及在其后的打开过程中,电场强度最大值的位置转移到动弧触头端部靠近喷口一侧。在触头的整个分断过程中,介质恢复电压最小值始终出现在静弧触头的端部。山此可见,在断路器产品的设计时,动、静弧触头端部区域是一个需要重点关注的区域。电场计算和气流场计算的求解区域不同、边界条件和初始条件不同,本文提出气流场和电场并行计算策略,并实现了开断过程中动态仿真模拟。为克服以往介质恢复

【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TM561

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	【引证文献】
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前1条

1	关盛楠;激波和湍流对SF6断路器介质恢复特性影响的研究[D];沈阳工业大学;2007年

	【参考文献】
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前10条

1	李少华，洪源渤，李巍，张华，李秀云;有限元法在叶轮机流场计算中的应用[J];东北电力学院学报;1994年03期
2	黄建华;王其平;;气吹式灭弧室喷口中动态气流场的数值计算[J];电工技术学报;1987年03期
3	徐建源,王其平;;喷口电弧二维动态数学模型及其应用[J];电工技术学报;1993年02期
4	张俊民,王其平,荣命哲;高压SF_6自能膨胀式断路器开断小容性电流的数值模拟与介质恢复强度分析[J];电工技术学报;2001年01期
5	雷银照;关于电磁场数值分析的若干认识[J];电工技术学报;1997年06期
6	曹云东,刘志远,王尔智,林莘;SF_6断路器断口附近三维电场的边界元分析[J];高电压技术;1999年01期
7	牟京卫,王其平;SF_6断路器灭弧室二维轴对称气流场有限元计算[J];高压电器;1995年03期
8	杨涌,李一滨,王其平;SF_6断路器灭弧室结构对电场的影响[J];高压电器;1997年03期
9	王其平;超高压SF_6断路器开断过程的数值分析[J];高压电器;1997年04期
10	张丽娜,隋少臣;500kV SF_6断路器故障分析[J];高压电器;2002年06期

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	张文福,姚芳;三角形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年01期
2	李玉杯,熊峰;高层建筑上部结构、基础与地基土共同作用的地震时程分析[J];四川建筑科学研究;2005年02期
3	曾祥蓉,江世永,陈进,王薇,蔡永君;不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期
4	周志军;郭光玲;;纤维布包裹钢筋混凝土轴心受压柱非线性有限元数值模拟[J];四川建筑科学研究;2006年04期
5	张磊;薛勇;丁红岩;;碳纤维加固钢筋混凝土梁正截面受弯非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年04期
6	张强;郭光玲;;玻璃纤维布加固混凝土柱的轴心受压试验及有限元分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
7	刘喜平;;高层框—筒结构中加强层对上部伸臂内力和下部结构沉降性能的影响[J];四川建筑科学研究;2009年06期
8	熊进刚;金坤玮;李艳;;异形柱—矩形柱转换节点的应力分析[J];四川建筑科学研究;2011年05期
9	施恂根;赵跃平;刘东辉;;基于ANSYS有限元对垂直地下埋管周围温度场的模拟研究[J];四川建筑科学研究;2011年06期
10	陈涵林,尹章圣;变压器套管电晕放电及其处理方法[J];安徽电力职工大学学报;2003年03期

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前10条

1	张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2	王海滨;姜黎黎;张臣;杨刚;;碳纤维增强存在初始缺陷钢构件的稳定性分析[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（下）[C];2006年
3	于江;陶西贵;熊炎飞;;膨胀软岩硐室开挖变形控制研究[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
4	吕治国;李国君;罗义成;姜华;赵荣娟;;利用EXCEL进行激波管性能计算[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集（下册）[C];2010年
5	龙血松;彭向和;贾兴豪;;90°弯头内导流片的优化设计[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年
6	朴英;单繁立;;超声速流动中湍流模型的适用性分析与修正方法研究[A];第三届高超声速科技学术会议会议文集[C];2010年
7	朱冬;杨庆俊;包钢;;基于FLUENT的气缸充放气二维非定常流场研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
8	王海滨;董秀珍;漆家学;;用于人体胸腔阻抗血流图研究的三维有限元程序设计[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
9	李天;闫宇敬;;高塔型烟气脱硫吸收塔结构屈曲分析[A];钢结构工程研究（六）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集[C];2006年
10	俞家欢;孙明;;五爱市场异型柱钢筋混凝土高层框架结构分析[A];钢结构工程研究（七）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年

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前10条

1	李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2	穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3	邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4	王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5	高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
6	黄燕;碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究[D];中国海洋大学;2010年
7	朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
8	胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年
9	倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年
10	胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年

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前10条

1	刘经纬;基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究[D];河南理工大学;2010年
2	薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
3	蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
4	梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
5	王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年
6	于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
7	赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
8	刘欣丽;液压支架双伸缩立柱承载特性研究[D];山东科技大学;2010年
9	郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
10	詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

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前10条

1	徐建源,王其平;;喷口电弧二维动态数学模型及其应用[J];电工技术学报;1993年02期
2	李俊民,林莘,徐建源,杨成汉;自能式SF_6断路器小电流开断过程中气流特性的数值分析[J];电工技术学报;2001年01期
3	王尔智,赵中原,曹云东;SF_6灭弧室内小容性电流开断的数值模拟[J];电工技术学报;2001年01期
4	曹云东,王尔智;高压断路器气流场有限体积及TVD格式法的研究[J];电工技术学报;2002年01期
5	佟立柱，王其平，王尔智;SF_6断路器无载开断过程中气流特性的计算机模拟[J];电工技术学报;1996年03期
6	雷银照;关于电磁场数值分析的若干认识[J];电工技术学报;1997年06期
7	杨培志;顾小松;;零方程湍流模型在列车车厢内气流数值模拟中的应用[J];中国工程科学;2006年01期
8	牟京卫,王其平;SF_6断路器灭弧室二维轴对称气流场有限元计算[J];高压电器;1995年03期
9	王其平;超高压SF_6断路器开断过程的数值分析[J];高压电器;1997年04期
10	王璞;国外SF_6断路器灭弧室小型化中采用的新技术和几种灭弧室的结构[J];高压电器;1997年04期

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前2条

1	刘晓明;高压SF_6断路器电弧动态数学模型及喷口结构优化设计[D];沈阳工业大学;2003年
2	陶瑞民;SF_6高压断路器灭弧室电场与气流场数值计算的边界元方法的研究[D];沈阳工业大学;2004年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前10条

1	黄建华;王其平;;气吹式灭弧室喷口中动态气流场的数值计算[J];电工技术学报;1987年03期
2	牟京卫，王其平;压气式SF_6断路器气流特性数值分析[J];电工技术学报;1996年02期
3	刘亚芳,王其平;压气式SF_6断路器触头间电场的计算分析[J];高压电器;1991年02期
4	刘亚芳,王其平;SF_6混合气体用做GCB灭弧介质的研究进展[J];高压电器;1991年05期
5	海涛,王其平;SF_6断路器灭弧室内电场的数值分析[J];高压电器;1993年03期
6	王尔智,佟立柱;OFPTB—550型SF_6断路器罐体端部电场的有限元计算[J];高压电器;1993年04期
7	牟京卫,王其平;SF_6断路器灭弧室二维轴对称气流场有限元计算[J];高压电器;1995年03期
8	王其平;超高压SF_6断路器开断过程的数值分析[J];高压电器;1997年04期
9	张丽娜;SF_6电器设备气体湿度与绝缘[J];高压电器;2000年03期
10	刘东,顾维藻,刘文艳,邓化愚;涡轮导向叶片变截面针肋通道内空气流动和传热过程数值模拟[J];航空动力学报;1998年02期

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前10条

1	黄远东,李文孟;带斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场数值研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年10期
2	刘晓利;膛口冲击波流场的实验研究[J];弹箭与制导学报;1985年02期
3	赵中原,高有华,王尔智;SF_6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算[J];沈阳工业大学学报;2000年04期
4	金立军,刘卫东,钱家骊,马志瀛;SF_6断路器无载分闸灭弧室气流场控制的研究[J];高电压技术;2001年03期
5	曹云东,刘晓明,王尔智;能量流电弧模型及SF_6断路器在短路开断下的应用研究[J];中国电机工程学报;2005年02期
6	马荣华;南国良;程景林;;大学生公寓室内污染物分布的数值模拟研究[J];建筑节能;2008年04期
7	刘砚菊;曹云东;刘晓明;曾珊;高有峰;;旋气吹弧式SF_6断路器及其三维气流场特性的仿真[J];高压电器;2008年02期
8	李锦荣;孙保平;高永;王同顺;郭建英;赵岩;;基于空气动力学的沙袋沙障气流场模拟[J];北京理工大学学报;2010年06期
9	曹云东;刘阳;刘晓明;王尔智;付思;;不同旋气槽数对SF_6断路器三维气流场影响[J];电工技术学报;2010年09期
10	佟立柱,王其平,王尔智;SF_6断路器介质强度恢复过程的数值分析[J];西安交通大学学报;1997年02期

中国重要会议论文全文数据库

前10条

1	先木西努·阿不都克力木;买买提明·艾尼;阿布都热合曼;;非均匀不稳定气流场耦合的流动、半流动和固定沙漠区的数值模拟[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
2	曾珊;曹云东;刘晓明;;旋气槽对SF_6断路器灭弧室内气流场的影响研究[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
3	徐中华;买买提明·艾尼;阿不都热合曼·阿布力米提;先木西努·阿不都克里木;;固定、半固定和流动沙漠区域的风成沙貌数值模拟研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4	唐伟强;渠灏;;固定床生物反应器气流场的仿真模拟[A];2007年学术年会论文集[C];2007年
5	曹云东;曾珊;刘晓明;;新型旋气式SF_6断路器的设想及其对三维气流场特性的影响[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
6	刘晓明;闻福岳;曹云东;;基于多物理场耦合的SF6断路器介质恢复特性数值模拟[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
7	买买提明·艾尼;阿布都克力木·阿布都热合曼;苏白·阿那尔别克;;风沙流动与沙纹生成数值模拟分析[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
8	何泽能;高阳华;李永华;李振山;;不对称城市街道峡谷内部气流场数值模拟[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年
9	巩亚东;王宛山;于盛蓁;;超高速磨削砂轮气流场影响因素分析与研究[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文（摘要）集[C];2007年
10	吴福通;廖庆喜;田波平;舒彩霞;黄海东;;正负气压组合式油菜籽排种器气流场的有限元法模拟[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

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前6条

1	姜大志;全旁路旋风除尘器除尘原理分析[N];中国建材报;2005年
2	海中;长虹空调倾力打造博士团队[N];中国消费者报;2003年
3	谢仲良;博士团队气贯长虹[N];中国质量报;2003年
4	陈刚安艳明;进入敦煌莫高窟窟区的积沙减少了90%[N];大众科技报;2004年
5	孟繁祥;高压断路器仿真技术研发成功[N];国家电网报;2010年
6	陈卫东;华硕独创光存储降噪技术[N];科技日报;2004年

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前10条

1	刘晓明;高压SF_6断路器电弧动态数学模型及喷口结构优化设计[D];沈阳工业大学;2003年
2	陶瑞民;SF_6高压断路器灭弧室电场与气流场数值计算的边界元方法的研究[D];沈阳工业大学;2004年
3	曾泳春;纤维在喷嘴高速气流场中运动的研究和应用[D];东华大学;2004年
4	魏俊梅;800kV SF_6高压断路器的研究与开发[D];沈阳工业大学;2008年
5	曹云东;高压SF_6断路器介质恢复特性的计算与分析[D];沈阳工业大学;2001年
6	李莉;多重网格法在SF_6高压断路器电场与气流场数值计算中应用的研究[D];沈阳工业大学;2008年
7	那艳玲;地铁车站通风与火灾的CFD仿真模拟与实验研究[D];天津大学;2004年
8	王连鹏;SF_6高压断路器介质恢复特性数值模拟耦合计算及相关问题的研究[D];沈阳工业大学;2008年
9	赵湛;气吸振动式精密排种器理论及试验研究[D];江苏大学;2009年
10	钟建英;高压自能式SF_6断路器灭弧室内耦合场的仿真与分析[D];沈阳工业大学;2006年

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前10条

1	魏俊梅;550kV六氟化硫断路器开断特性的分析与研究[D];沈阳工业大学;2003年
2	赵露泽;高压SF_6断路器气流场与电场并行求解技术的研究[D];沈阳工业大学;2005年
3	林恒善;油菜的风筛式清选气流场的试验研究和数值模拟[D];江苏大学;2005年
4	赵丹平;城市街道峡谷内的气流运动与污染扩散研究[D];东华大学;2010年
5	金阿芳;沙纹形成的数值模拟及SPH方法研究[D];新疆大学;2004年
6	王程;252kV自能式SF_6断路器开断性能计算与分析[D];沈阳工业大学;2005年
7	陆林;基于ADAMS的油菜收割机清选装置仿真与试验研究[D];江苏大学;2005年
8	周虹;800kV SF_6断路器开断过程计算与分析[D];沈阳工业大学;2006年
9	刘锐;SF_6高压断路器灭弧室内电场与气流场的有限体积法的研究[D];沈阳工业大学;2006年
10	杜文勇;油菜联合收割机清选装置气流场数值模拟和试验研究[D];华中农业大学;2007年

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