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直流电弧对导线电极侵蚀特性的仿真及实验研究
文献摘要：
导线的绝缘劣化和接头处电极接触不良等因素时常导致电弧的发生.直流电流因其无过零点的缘故,发生电弧时会对设备造成极大的侵蚀损害,甚至造成失火.针对电流为几十安的光伏及直流配电网等直流电应用场景,基于磁流体动力学(MHD)理论并且考虑电弧与电极之间的能量耦合,建立了导线电极的电弧-电极多物理场耦合仿真模型.模型中电弧热源考虑了焓传递项,电弧与阴极能量传递过程中考虑了热电发射电子流与阴极表面温度的关系和电场隧道效应,研究分析了电弧系统的温度场特性,探究了在不同电流、导线截面积和导线电极间距情况下,直流电弧对导线电极的侵蚀程度.研究结果表明:电弧的温度在靠近电极的区域高于弧柱中心的温度,阴极附近的温度略高于阳极附近的温度;然而,阳极的温度始终高于阴极温度;并且,电弧电流越大或者电极间距越大,电极表面的侵蚀熔融区越大;线径越大,电极表面的侵蚀熔融区越小.仿真与实验均表明10 mm2导线截面积的导线要求通过的电流在20 A以下才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀;仿真结果表明并不是增大电极间距便可减轻侵蚀,间距为2 mm时导线电极未发生侵蚀;50 A的电流需要选择35 mm2以上导线截面积的导线才能有效防范电弧对导线电极的侵蚀.
文献关键词：
直流电弧;电弧侵蚀;磁流体动力学;相变;电极
中图分类号：
作者姓名：
吴淑牛;熊兰;杨子康;陈永辉;张占龙
作者机构：
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044
文献出处：
引用格式：
[1]吴淑牛;熊兰;杨子康;陈永辉;张占龙-.直流电弧对导线电极侵蚀特性的仿真及实验研究)[J].高电压技术,2022(08):3316-3325
A类：
B类：
直流电弧,导线,侵蚀特性,绝缘劣化,接头处,电极接触,接触不良,常导,致电,直流电流,无过,过零,零点,缘故,蚀损,失火,直流配电网,磁流体动力学,MHD,能量耦合,极多,多物理场耦合仿真,物理场耦合仿真模型,热源,能量传递,传递过程,中考,热电,电子流,表面温度,隧道效应,截面积,电极间距,侵蚀程度,略高于,阳极,阴极温度,电弧电流,熔融,融区,mm2,可减轻,电弧侵蚀
AB值：
0.320376
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