隔离开关电弧流体数学模型研究与应用

摘要

在流注放电理论的基础上,该文从微观粒子的动力学特性出发,研究隔离开关触头间隙放电机理,建立cm级间隙电弧击穿及高频过电压下介质恢复过程的流体数学模型.搭建隔离开关电弧特性实验平台,对比分析仿真与实验波形的特征参数及频率分布,结果表明,击穿过程中,电弧电阻的变化规律由空间电子数密度与电场强度决定,0～1.7ns内电弧电阻下降率较大,随后逐渐变缓,10.89ns放电通道完全导通,电弧电阻减小至0.02Ω,随后气体介质开始恢复,并受电源电压特性决定.仿真电压波形参数与实测数据误差范围为2％～10％.因此,流体数学模型能够科学地解释隔离开关触头间隙微观粒子的动态发展过程,将线路电压特性、放电结构特征与电弧微观发展过程相结合,为指导隔离开关设计提供理论依据.