直流故障电弧稳态传热特性仿真研究

摘要

直流系统中的故障电弧具有持续性,其产生的高温会释放能量诱发可燃物燃烧.直流故障电弧难以检测又极具危害性,该文针对直流故障电弧的温度分布,基于磁流体动力学建立了直流故障电弧稳态传热数值模型,对不同电路电压、电阻、电极间距下的放电过程进行系统的数值研究,得到直流故障电弧的稳态传热模型的温度分布.在模型计算结果的基础上,揭示了电弧最高温度变化规律及电弧热源对于电极内部温度的传热规律.研究表明,电弧最高温度会随电阻的增大呈反比例下降趋势,随电极间距的增大呈现分数指数上升规律,随电路电压在一定范围内呈现线性增长,但随电压增加温升速率减小;电弧温度的提高会使靠近电弧侧的电极导体具有较高的温度下降速率,该速率会随着导体的延长而降低;电极间距的增大会使电弧最高温度向尖端电极偏移.