热稳定性计算结果的空间分布图像

2023-06-15 百科知识版权反馈

【摘要】：对比短时耐受过程结束时，从上述三者的分布可以看出，此时各动导电杆电动斥力主要受其上电流大小的影响。此外，与电动稳定性计算结果类似，由于磁场分布的原因，各相软连接平均作用力呈凸形分布，总电动斥力矩TT主要受软连接作用力的影响。

在50kA短时耐受电流作用下，t=1s时，各导电斑点电流有效值如图7-24所示，可以看出若不考虑温升和总电动斥力对导电桥斑点半径和导体电阻率的影响，在电流邻近效应的作用下，A相电流呈凹形分布，B相和C相电流呈斜坡分布，与暂态电动稳定性计算结果一致，不过由于短时耐受过程周期阶段，三相短路电流的总电流大小相同，由于B相电流分布最不均匀，故B₁动导电杆支路电流最大，且B₁电流比B₅电流大30%。

图7-24 各导电斑点电流的有效值（t=1s）

在电动稳定性计算中，已经分析了总电动斥力矩对电流分布的作用，即增大各相中间动导电杆电流，减小各相外侧动导电杆电流的作用；但考虑了温度的影响后，电流较大的动导电杆支路，由于较高的发热功率，其温度较高如图7-25a所示，虽然较高温度致使该支路导电斑点面积也较大，如图7-25b，有降低接触电阻的趋势；但较高的温度致使整个动导电杆尤其是触点附近导体的电阻率较大，有增大接触电阻的趋势，两者相互抵消，但温度增大电阻率的作用更为显著，从而导致温度较高，动导电杆支路的电阻较高，将电流分布“削峰填谷”，其中B相各并联动导电杆电流最大相对差异由30%下降至16%。

综上，影响框架断路器触头系统短时耐受过程中的电流分布机理可以概括为：

1）在邻近效应的作用下，电流分布不均衡，A相电流呈凹形分布，B相和C相电流呈斜坡分布，且沿着远离A相的方向递减。

图7-25 各导电斑点平均温度与导电斑点半径

a）各触点平均温度 b）各导电斑点平均半径

2）在不均衡电流的作用下，电流较大的并联支路导体温度较高，虽然会增大导电斑点面积，有减小接触电阻的趋势，但较高的温度增大了导体电阻率，使得电流较大并联支路的接触电阻和导体电阻较高，继而减小该支路的电流，从而将不均衡的电流分布“削峰填谷”。

3）总电动斥力矩也会通过影响接触电阻来影响各动导电杆电流的分布：由于总电动斥力呈凸形分布，使得中间支路导电斑点面积较大，接触电阻较小，从而增大各相中间动导电杆电流，减小各相外侧动导电杆电流。

动导电杆上电动斥力T_r主要受电流与导电斑点大小的影响：电流越大，电动斥力越大；而导电斑点半径越大，电动斥力越小，两者作用效果相反。对比短时耐受过程结束时，从上述三者的分布可以看出，此时各动导电杆电动斥力主要受其上电流大小的影响。此外，与电动稳定性计算结果类似，由于磁场分布的原因，各相软连接平均作用力呈凸形分布，总电动斥力矩T_T主要受软连接作用力的影响。

在短时耐受过程周期性阶段，动导电杆同样存在侧偏和滑动现象，如图7-26所示，与初始阶段分布规律一致，侧向力依然呈凹形分布，但区别在于短时耐受初始阶段A₅动导电杆较侧向力最大，但在周期性阶段中，各相总电流大小相同，由于B相电流分布最不均匀，B₁电流最大，从而使得B₁动导电杆的侧向力最大，侧片力矩与滑动力矩分布规律与侧向力规律一致。

图7-26 动导电杆与软连接电动力平均值

a）各动导电杆平均电动斥力T_r b）软连接平均作用力F_b c）总电动斥力矩 d）侧向力

图7-26 动导电杆与软连接电动力平均值（续）

e）侧偏力矩 f）滑动力矩

热稳定性计算结果的空间分布图像

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