基于Navier-Stokes方程的新型喷射气流灭弧防雷间隙有效性论证

摘要：

新型喷射气流灭弧防雷间隙是一种有效避免输电线路遭受雷击的防雷技术手段.为进一步论证其性能,利用Navier-Stokes (N-S)方程对气流灭弧暂态过程进行了描述,说明灭弧气丸爆炸产生的高速气流使温度场、速度场发生了急速变化,进而破坏了电弧能量的稳态,达到迅速灭弧的效果.并利用ANSYS AUTODYN有限元分析软件对气流与电弧的作用过程进行了仿真分析,表明灭弧气丸爆炸后会产生带有巨大能量的高速气体并迅速充满整个空间,该高速气体与电弧快速、全面作用并迅速破坏等离子体动态平衡,使电弧在0.2 ms内极快速熄灭.通过试验对仿真结果进行了验证,证明新型灭弧防雷间隙在雷击发生初期就迅速动作,可快速灭弧,且灭弧后依然有强气流存在,保证了电弧不会重燃.研究表明,该新型灭弧防雷间隙对于输电线路防雷极其有效.

关键词：喷射气流灭弧防雷间隙、Navier-Stokes方程、电弧、等离子体、爆炸气流、动态平衡、爆炸过程、电弧截断

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资助基金：国家自然科学基金50867002.Project supported by National Natural Science Foundation of China 50867002

在线出版日期：2015-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：28-34