高壓開關柜內(nèi)部燃弧壓力效應仿真與應用

目錄
第1章 緒論/1
1.1 開關柜內(nèi)部短路燃弧的破壞效應/2
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀/4
1.2.1 開關柜內(nèi)部短路燃弧壓力升計算方法/4
1.2.2 電弧能量模型研究/6
1.2.3 開關柜內(nèi)部短路燃弧壓力升試驗與仿真研究/8
1.2.4 開關柜內(nèi)部短路燃弧壓力效應抑制措施研究/13
1.3 本書主要內(nèi)容安排/14
第2章 開關柜內(nèi)部短路燃弧壓力升計算模型/16
2.1 開關柜內(nèi)部短路燃弧特性分析/17
2.1.1 開關柜內(nèi)部短路燃弧熱-力效應/17
2.1.2 開關柜內(nèi)部短路燃弧能量平衡機制/19
2.2 基于電弧能量熱等效的壓力升計算模型/21
2.2.1 多物理場控制方程/21
2.2.2 湍流模型/25
2.2.3 理想氣體模型/26
2.2.4 多物理場耦合求解方法/28
2.2.5 計算模型的實現(xiàn)流程/30
2.3 短路燃弧爆炸沖擊波相關理論/31
2.3.1 一維等熵流動基本方程/32
2.3.2 弱擾動波過程/33
2.3.3 強擾動波過程/35
2.3.4 壁面對沖擊波的反射作用/37
2.4 本章小結(jié)/39
第3章 封閉容器內(nèi)部短路燃弧試驗及熱轉(zhuǎn)換系數(shù)計算/40
3.1 封閉容器內(nèi)部短路燃弧試驗平臺及方法/41
3.1.1 試驗回路及封閉容器/41
3.1.2 測量設備/43
3.1.3 試驗方法與步驟/45
3.2 封閉容器內(nèi)部短路燃弧特性分析/46
3.2.1 電弧的燃燒特性/46
3.2.2 弧壓隨電流的變化規(guī)律/47
3.2.3 弧壓的影響因素分析/49
3.3 封閉容器內(nèi)部壓強變化規(guī)律分析/51
3.3.1 壓強隨燃弧時間的變化/51
3.3.2 壓強波形的頻譜特性分析/52
3.3.3 壓強隨電弧功率的變化/53
3.3.4 壓強隨電弧能量的變化/54
3.4 封閉容器內(nèi)部壓力升計算/55
3.4.1 計算方法驗證/55
3.4.2 電弧尺寸的影響/56
3.5 kp計算方法及變化規(guī)律/57
3.5.1 kp計算方法/57
3.5.2 kp變化規(guī)律/58
3.6 本章小結(jié)/61
第4章 開關柜內(nèi)部短路燃弧試驗及模型簡化方法/62
4.1 開關柜內(nèi)部短路燃弧試驗/63
4.1.1 開關柜模型介紹/63
4.1.2 試驗參數(shù)及布置/65
4.1.3 短路功率計算/67
4.2 開關柜模型簡化/72
4.2.1 模型簡化方法/72
4.2.2 簡化模型/74
4.3 不同簡化模型內(nèi)部短路燃弧壓力升對比/76
4.3.1 網(wǎng)格劃分方法/76
4.3.2 網(wǎng)格無關性驗證/81
4.3.3 時間步長對計算結(jié)果的影響/83
4.3.4 不同簡化模型計算結(jié)果對比/85
4.4 本章小結(jié)/89
第5章 開關柜內(nèi)部短路燃弧壓力升分布計算/91
5.1 封閉條件下柜體內(nèi)部壓力升分布計算/92
5.1.1 電纜室內(nèi)部壓力升分布計算/93
5.1.2 斷路器室內(nèi)部壓力升分布計算/95
5.1.3 母線室內(nèi)部壓力升分布計算/97
5.1.4 開關柜內(nèi)部短路燃弧沖擊特性分析/99
5.2 開關柜泄壓蓋和柜門動力學分析/105
5.2.1 開關柜泄壓通道介紹/105
5.2.2 泄壓蓋開啟壓力閾值計算/106
5.2.3 柜門和隔板耐壓強度計算/112
5.3 泄壓蓋開啟時柜門和隔板壓力計算/116
5.3.1 泄壓效率的定義/116
5.3.2 電纜室柜門壓力計算/116
5.3.3 斷路器室柜門壓力計算/117
5.3.4 母線室隔板壓力計算/118
5.4 本章小結(jié)/119
第6章 開關柜泄壓通道優(yōu)化設計/120
6.1 開關柜泄壓通道改進設計方法/121
6.1.1 現(xiàn)有泄壓通道的不足/121
6.1.2 泄壓通道改進設計方案/122
6.2 考慮泄壓口的壓力升SCM/124
6.2.1 可壓縮氣體的伯努利方程/124
6.2.2 考慮泄壓口的SCM推導/126
6.2.3 計算方法與流程/129
6.2.4 SCM與CFD法計算結(jié)果對比/130
6.3 基于NSGA-II的改進泄壓通道參數(shù)優(yōu)化設計/131
6.3.1 NSGA-II相關理論/131
6.3.2 改進泄壓通道參數(shù)優(yōu)化設計/135
6.4 改進泄壓通道泄壓效率分析/139
6.5 本章小結(jié)/143
第7章 金屬網(wǎng)格能量吸收器熱-力效應防護效果分析/145
7.1 金屬網(wǎng)格能量吸收器作用原理/146
7.2 金屬網(wǎng)格能量吸收器建模方法/147
7.2.1 能量吸收模型/147
7.2.2 流動阻力模型/148
7.2.3 具體實現(xiàn)方法/150
7.3 金屬網(wǎng)格能量吸收器效果仿真分析/151
7.3.1 計算模型/151
7.3.2 防護效果分析/151
7.4 影響因素分析/154
7.4.1 網(wǎng)格排列方式對防護效果的影響/154
7.4.2 網(wǎng)格條直徑對防護效果的影響/155
7.4.3 網(wǎng)格層數(shù)對防護效果的影響/157
7.4.4 網(wǎng)格橫縱節(jié)距比對防護效果的影響/158
7.4.5 能量吸收器放置位置對防護效果的影響/159
7.5 本章小結(jié)/160
參考文獻/162
后記/174