配电变压器保护用熔断器式隔离开关片状熔体温度特性分析

配电变压器保护用熔断器的拒动问题会导致配电变压器的过载烧毁,引起严重的事故后果。针对配电变压器保护用的熔断器式隔离开关的片状熔体,建立了一种计算其温升随电流变化的数学模型,提出一种精确计算熔体热交换系数的方法。通过建立三维热电耦合模型,利用ANSYS对熔体进行仿真,与熔体实际温度状况的实验相结合,验证了在低倍数电流下的熔体仿真结果能与实际情况较好地吻合,有利于对配电变压器保护用熔断器进行较为精准的特性仿真与型式设计。     

石英砂熔断器的弧前时间–电流特性

石英砂熔断器是电力系统中应用十分广泛的保护电器,弧前时间–电流特性是其最重要的性能指标之一。为准确模拟石英砂熔断器的弧前时间–电流特性,揭示影响弧前时间–电流特性的因素和规律,采用焓变的方法处理相变过程,并提出一种新的仿真方法。同时建立了石英砂熔断器弧前过程的热电耦合模型,利用ANSYS软件计算了石英砂熔断器的弧前时间,并分别采用两种狭颈形状熔体熔断器对仿真结果进行实验验证。结果表明：熔体狭颈处因电流线收缩而电流密度最大,温度上升最快;由于材料的电阻率、热导率、密度、焓值等物性参数随温度在不断变化,使熔体温度随时间非线性上升,且在两次相变点附近均有短暂的温度缓慢增长阶段;在300~3 500A电流范围内,弧前时间均随预期电流的增大而减小,截断电流数值验证了石英砂熔断器的限流作用;两种熔体弧前时间–电流特性的仿真值与实验值相对误差均小于5%,验证了该仿真模型与方法的正确性和适用性。     

石英砂熔断器弧前时间数值仿真

分析了熔体熔断过程的电流场和温度场的变化,并根据能量守恒定律将电流场和温度场方程联立起来,建立了描述熔体熔断过程的热电耦合数学模型。采用有限元分析软件Ansys对该模型进行分析求解,为熔断器的选择以及熔断器在使用过程中带来的热效应和过电压问题的解决提供依据。     

限流熔断器弧前时间-电流特性的仿真

针对限流熔断器的弧前过程,建立了三维热电耦合模型,利用Ansys软件进行仿真,获得其弧前时间一电流特性。结合实际熔断器产品,通过仿真与试验结果的对比表明,计算误差满足工程实际需要,验证了该仿真模型和计算方法的正确性。     

冲击发电机系统的过电压防护研究

为了设计冲击发电机系统的金属氧化物避雷器MOA保护系统,计算了开断时间极快,产生过电压较断路器操作过电压高的限流熔断器过电压;采用有限元方法分析限流熔断器熔体的熔化、汽化过程,得到熔体的热电耦合模型,该模型可求出熔断器开断过程的电阻-时间特性;在EMTP/ATP中建立熔断器开断试验系统模型,并分析接入不同类型MOA时,发电机端、熔断器端的过电压幅值;建立MOA的有限元模型,研究MOA的热特性和使用寿命。在冲击发电机系统中进行的不同型号限流熔断器开断试验验证了计算结果,该MOA保护方案能有效的保护发电机。     

高压限流型熔断器热电耦合瞬态温度场的计算

在对某高压限流型熔断器的结构进行合理简化,并针对实际情况提出相关假设的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,建立了用于熔断器热电耦合瞬态温度场计算的三维有限元模型。该模型中考虑了材料物理性能参数以及熔断器表面对流换热系数随温度的变化,并利用ANSYS有限元分析软件对该熔断器在正常工作以及故障情况下的瞬态温度场变化过程进行了数值模拟,最后就不同结构参数对熔断器温升特性的影响进行了研究,为该型熔断器的设计制造以及工程分析提供了理论依据。     

基于ComsolMultiphysics喷射式熔断器弧前时间数值仿真

弧前时间是熔断器开断特性的重要参数指标,为此以１２kV/６A 某型号熔断器为研究对象,搭建三维简化模型,基于有限元理论建立熔断件热电耦合数学模型,采用有限元仿真软件对模型进行仿真求解.通过加载短路大电流研究熔断件温度变化,选取熔断件熔体最高温度达到熔点作为弧前时间的判据,并随着短路电流的减小,提出熔体熔化汽化点为弧前时间参考点,最后验证仿真模型及选取弧前时间参考点的可行性,为产品研发和改进提供方向性指导。     

高压限流熔断器熔断过程及过电压研究

为较准确地计算熔断器开断产生的各种情况的过电压,分析了高压限流熔断器的内部结构,并用有限元法建立了高压限流熔断器模型。用有限元计算软件ANSYS求解该模型的结果表明该法能准确地描述熔断器熔断过程,并较为精确预测弧前时间。把该模型计算的结果应用到基于EMTP程序的熔断器开断过电压仿真计算中,其仿真过电压波形与实际熔断器短路试验电压波形较为接近,且能够准确计算出大短路电流条件下的开断过电压峰值,验证了熔断器模型的正确性。     

直流限流熔断器分断燃弧过程的模型优化与验证

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率，针对直流熔断器半经验燃弧模型仿真误差较大的问题，该文基于局部热力学平衡方程，通过完善介质吸能过程参数，对熔断器半经验燃弧模型进行优化。在此基础上，提出一种直流熔断器电弧电导率曲线的拟合方法，并设计熔断器分断试验进行试验验证。结果表明：熔断器电弧电导率与电弧功率密度具有一定的映射关系，模型在相近工况下，采用相同工艺制作的熔断器改变熔体结构时，仿真预期燃弧特性与试验结果一致性优良，电弧电压仿真计算精度有较明显提高。该方法及相关结论可用于在一定范围内指导熔断器的熔体结构设计及对熔断器燃弧过程中电弧特性进行研究，可有效提高燃弧模型仿真计算的准确性，减少熔断器设计中试制和试验次数。     

基于半经验模型的熔断器燃弧过程计算与分析

为研究其燃弧特性,建立了电弧燃烧半经验数学模型。首先通过ANSYS有限元软件对熔断器弧前时间进行计算;并对电弧燃烧的物理过程分析和简化,建立了熔体烧蚀、石英砂烧蚀、电弧与石英砂换热、电弧电压以及外电路模型;然后通过Matlab求解计算,将计算得到的电流和电压曲线与实验得到的曲线进行拟合,确定电弧相关物性参数,引入燃弧过程中电导率随温度变化的曲线;最后以该模型为依据,某型额定1 200 V/1 250 A熔断器为研究对象,分析了电弧燃弧过程以及熔体的结构尺寸对弧压峰值和过零时间的影响规律。仿真和实验结果表明:随着宽带宽度和节距长度的增加,熔体的弧压峰值增加,过零时间减短;熔体总长保持在固定值时,改变断口数和节距长度对燃弧特性影响甚微。熔体的弧压峰值应控制在额定电压的3倍以内,过零时间取安全保护裕度内。     

熔断器弧前特性的通用可视计算程序

限流熔断器的主要特性———安秒特性由弧前过程决定。本文利用“电流势”的概念 ,推导出了弧前数学模型 ,完成了相应通用计算程序 ,程序可计算得到熔断器的完整弧前特性———弧前焦耳积分、熔化时间、熔化电流等 ,并充分利用Windows操作系统下的图形界面 ,输入参数方便 ,使用简单 ,能动态显示熔体中“电流势”场与温度场分布图形 ,计算结果与实验结果对比表明程序对熔断器的设计有一定指导意义。     

熔体材料的各种问题

一、熔断器的时间—电流特性熔断器是考虑了图1所示的时间—电流特性之后进行设计使用的。1.熔化电流特性熔断器动作时,除低压小容量熔断器外,都要经过熔体熔化→电弧热量使熔体沸腾气化→电弧冷却→切断回路等过程,故熔体到熔化时消耗的能量如下: 熔体熔化消耗的能量=室温到熔点的热容量+熔化潜热+从熔点到沸点的热容量+气化潜热     

三相异步电动机保护用熔断器的选择

在实际工作中,因熔断器选配不当而产生的电源缺相运行是造成三相异步电动机烧毁损坏的主要原因之一。因此,正确设计电气线路,合理选择熔断器的参数,对保证电机安全运行,减少电气线路和设备的故障发生具有十分重要的意义。根据理论分析和经验数据,笔者认为常用熔断器的选用应注意以下几点: 1.熔断器的熔体额定电流I_n,必须大于等于线路的计算电流I_(js),即     

基于ANSYS分析的铝电解槽电磁场计算方法

为了探讨求解电解槽电磁场的计算方法,在对实际铝电解槽做出合理假设的基础上。利用ANSYS电磁场有限元法,建立了电解槽三维电磁场有限元模型,计算了槽内电流密度分布;根据槽内电流密度分布,利用耦合法求出了熔体电流产生的磁场;采用标量磁位法计算本槽槽周母线及邻槽母线在本槽产生的磁场,熔体电流产生的磁场与槽周母线产生的磁场相加就得到总的电磁场分布。通过对实际230kA试验槽的电磁场分布计算,计算结果和实测结果比较一致,说明了该计算方法的正确性。     

线状熔体石英砂熔断器开断直流短路电流过程的研究

通过试验,对线状熔体石英砂熔断器开断直流短路电流时电弧的特性进行了研究,得出了开断过程中几个阶段的电弧电压表达式,提出了计算这种石英砂熔断器开断直流短路电流过程的方法。     

熔断器反复过电流的寿命

熔断器在电动机、电焊机等电路中使用时,由于反复流过过电流,会使熔体老化而导致误熔(?)。本文介绍了日本三菱电机公司为解决此问题,对银熔体在高温下的物理性能、反复过电流性能、(?)熔断器寿命老化机理、熔体温度计算与测量等方面的研究成果,以及在这些成果的基础上设计的新型CLS熔断器。     

高压限流熔断器低过载电流开断性能的试验研究

本文介绍了高压限流熔断器低过载电流分断试验的试验方法和测试手段,通过试验,研究了不同熔体对低过载电流分断性能的影响,并对试验结果进行了理论解释,得出下列结论:减小熔体截面尺寸,增加熔体并联数有利于改善熔断器低过载电流的分断性能。     

配网PT熔断器故障分析及故障监测系统研究

PT熔断器是电力系统中重要设备,针对PT熔断器故障造成的原因,提出一种新的电压、电流双检测的方法。通过Matlab/Simulink建立熔断器故障模型进行仿真计算,分析了PT熔断器故障电压电流与故障原因之间的关系,并对熔断器故障的诊断技术进行研究。结果表明,铁磁谐振故障和系统中的低频饱和电流是造成PT熔断器熔断故障的主要原因。因此,检测电压、电流特征值对PT熔断器故障的诊断具有重要意义。     

基于半经验模型的高压限流熔断器电弧特性的计算与分析

高压限流熔断器的电弧特性决定了其分断过电压和分断能力。为研究这一电弧特性,在分析燃弧过程物理原理的基础上,建立了半经验式的限流熔断器电弧模型。模型考虑了熔体烧蚀、电弧通道截面积扩展、电弧电场强度、电弧极区电压降及电弧融合等必要的物理过程,对每个过程的计算主要采用经验公式。通过多次短路分断试验对模型进行检验,结果表明计算和试验具有较好的一致性。以XRNT1-12/200-50型高压限流熔断器为例,应用该模型对不同结构参数下的电弧特性进行了计算分析,讨论了过电压和燃弧能量随参数变化的规律,给出了使过电压和燃弧能量都能满足要求的设计方法。     

大型铝电解槽三维电磁场的数值模拟

对实际铝电解槽在合理假设的基础上 ,建立了计算槽内熔体电流分布的三维有限元模型 ,计算了槽内电流密度分布。据此建立了计算槽内熔体电流产生的三维磁场的有限元模型 ,得到了槽内的磁场分布图。采用标量位法建立了本槽槽周母线和邻槽电流在本槽产生的磁场的三维有限元模型 ,计算了它们在本槽产生的磁场的分布情况 ,最后得到了本槽实际磁场分布结果。通过一实例计算并和实测结果比较可知 ,本文的计算方法获得了比较好的计算结果