热稳定性计算结果随时间的变化

2023-06-15 百科知识版权反馈

【摘要】：而当导电斑点半径为百微米量级时，其热时间常数约为微秒量级；而随着温度的上升，导电斑点半径迅速增大，热时间常数也相应增大；一般来说，通电时间达到4倍热时间常数其温度几乎已达到稳定，从而造成上述计算结果中，t<0.05s时各触点温度上升迅速，随后上升速度变缓，t=1s时，B1导电斑点平均温度达到866℃，小于动静触头熔点。

上述分析中可以看出，1s短时耐受电流结束时，B₁导电斑点的温度最高，下面着重分析B相尤其是B₁动导电杆在短时耐受过程中各变量的演变过程。

图7-27 B相动导电杆温度分布随时间变化云图（从左至右分别为B₁、B₂、……、B₅）

a）t=0.05s b）t=0.15 c）t=0.5s d）t=1s

1）导电斑点温度-时间变化：图7-27为B相触头温度-时间变化的云图，B₁导电斑点温度随时间变化曲线如图7-28所示，可以看出短时耐受过程初期，各触点温度上升迅速，t=0.05s时，各触点温度已达600℃左右；此后各导电斑点温度上升速度变缓，t=1s时，各触点温度大约为800℃。而当导电斑点半径为百微米量级时，其热时间常数约为微秒量级；而随着温度的上升，导电斑点半径迅速增大（可达毫米量级），热时间常数也相应增大；一般来说，通电时间达到4倍热时间常数其温度几乎已达到稳定，从而造成上述计算结果中，t<0.05s时各触点温度上升迅速，随后上升速度变缓，t=1s时，B₁导电斑点平均温度达到866℃，小于动静触头熔点。

2）动导电杆电流-时间变化：如图7-28所示，短时耐受电流开始时，由于邻近效应的影响，B₁动导电杆电流（有效值）大于B相其余动导电杆电流；这使得B₁导电斑点及其周围导体温度相对B相其余导电斑点及周围导体温度上升速度快。考虑温度与电阻率的关系，B₁支路电阻比B相其余支路电阻增长速度快，这就使得B₁动导电杆电流随着时间降低，而且短时耐受初期下降速度较快，随后下降变缓。需要说明的是，大约t=0.04s时，B₁动导电杆温度-时间曲线出现波谷，这主要是因为，B₁动导电杆大约在这个时间率先达到软化温度，导电斑点半径迅速增大，接触电阻迅速降低，电流快速下降；但是随后随着其余B相其余导电斑点温度达到软化温度，使得B₁动导电杆电流略有回升，电流-时间波形在这个时段呈现波谷。

图7-28 B₁触点平均温度、电流、半径及B₁动导电杆电动斥力变化曲线

3）动导电杆电动斥力-时间变化：随着电流的下降和导电斑点半径的增加，动静触头间的Holm力随着时间下降，这使得动导电杆上电动斥力T_r随着时间下降，而且起初下降速度较快，随后下降速度较慢，如图7-28所示。

4）导电斑点半径-时间变化：由于T_r随时间降低，而软连接上的电磁力下降幅度较小（磁感应强度变化不大，电流下降幅度较小），这就使得T_T随着时间增大，接触压力也随之增大；另一方面，随着温度的上升，触点硬度下降。这两方面的因素共同作用使得导电斑点半径随着时间上升，而且起初上升速度较快，随后上升速度变缓；t=1s时，B₁导电斑点载荷步内平均半径达到1.05mm。

热稳定性计算结果随时间的变化

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