首页 理论教育国产OFPI-220型SF6断路器灭弧室尺寸计算及气压特性分析

国产OFPI-220型SF6断路器灭弧室尺寸计算及气压特性分析

【摘要】:根据上述数学模型,采用国产OFPI-220型SF6断路器灭弧室结构尺寸计算。计算参数如下:气缸行程为200mm,开断电流为40kA,压力为0.5MPa。图8-33 开断过程中的分闸速度曲线图8-34 不同喷口半径时膨胀室的压力曲线图8-35 不同压气缸容积时的压力曲线图8-36 排气孔不同位置时的压力曲线由上面计算结果可以看出,不同气室气压变化是不同的,而且变化较大。灭弧室气压特性的计算,应与操动机构的动力学特性和喷口电弧气流分布特性联立求解,方能获得较准确的结果。

根据上述数学模型,采用国产OFPI-220型SF6断路器灭弧室结构尺寸计算。计算参数如下:气缸行程为200mm,开断电流为40kA,压力为0.5MPa。图8-33给出了开断速度曲线,通过上述方法计算得到压力特性曲线如图8-34~图8-36所示,图8-34中,曲线1、曲线2、曲线3分别表示喷口半径为8mm、9mm、10mm时膨胀室的压力曲线;图8-35中,曲线1、曲线2、曲线3分别表示压气缸半径为123mm、120mm、117mm时的压力曲线;图8-36中,曲线1、曲线2、曲线3分别表示断路器处于关合位置时动触头排气孔中心距活塞90mm、75mm、60mm处时的压力曲线。

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图8-33 开断过程中的分闸速度曲线

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图8-34 不同喷口半径时膨胀室的压力曲线

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图8-35 不同压气缸容积时的压力曲线

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图8-36 排气孔不同位置时的压力曲线

由上面计算结果可以看出,不同气室气压变化是不同的,而且变化较大。除操作功外,燃弧引起了更强烈的气压上升现象,使得压力峰值大为升高。根据理想气体状态方程,压力P=ρRT,可得增量表达式为dP=RTdρ+ρd(RT),式中P的增量由两部分增量dρ及d(RT)组成,而d(RT)正是燃弧加热气缸气体使其在温度上升时导致压力提高,这样从开断容量与上游压力呈确定关系的观点出发,可知压气式灭弧室具有一定的容量自调节作用。因此,在灭弧系统的设计上可以不追求单纯通过机构操作功来升高压力,而是可以利用电流峰值时的强烈燃弧造成压力额外上升,使电流过零时所建立的流场形成强烈的气流,以满足吹弧要求。

灭弧室气压特性的计算,应与操动机构的动力学特性和喷口电弧气流分布特性联立求解,方能获得较准确的结果。由于喷口电弧气流特性分布的求解比较困难(本书将在本章第五节中介绍),喷口流量的计算通常可以采用本节介绍的方法计算。