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大电流电弧触发式混合限流熔断器分析与设计 被引量:21
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作者 戴超 庄劲武 +3 位作者 杨锋 陈搏 王晨 江壮贤 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期81-85,共5页
为解决电弧触发式混合限流熔断器在大电流场合下的应用问题,针对其关键技术开展了深入研究,重点对电弧触发器进行了优化设计。通过建立电弧触发器的热电耦合模型,分析了熔体结构尺寸对其温升和弧前特性的影响,旨在提高其熔体的载流密度... 为解决电弧触发式混合限流熔断器在大电流场合下的应用问题,针对其关键技术开展了深入研究,重点对电弧触发器进行了优化设计。通过建立电弧触发器的热电耦合模型,分析了熔体结构尺寸对其温升和弧前特性的影响,旨在提高其熔体的载流密度,在满足温升要求的前提下缩短其熔断时间,提高故障检测速度。研制了2000 A/640 V工程样机,额定通流功耗144 W。在预期电流峰值100 kA、时间常数4.17 ms的短路试验中,电弧触发器在短路后700μs熔断起弧,整机弧前时间1.1 ms,全分断时间仅为1.85 ms,短路电流峰值19 kA,弧前焦尔积分值仅为同规格快速熔断器的1/28。 展开更多
关键词 大电流 混合限流熔断器 电弧触发 热电耦合模型 耦合 模型 熔断器 设计
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10kV/2kA混合型限流熔断器用电弧触发器的分析与设计 被引量:31
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作者 陈搏 庄劲武 +1 位作者 肖翼洋 袁志方 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1948-1955,共8页
电弧触发式混合型限流熔断器是电子测控式限流熔断器的一种更新装置,具有可靠性高、体积小、成本低等优点,但现有产品的最高额定电流只有600A,额定极限分断电流只有25kA。为此,对电弧触发式装置进行了分析,认为制约其额定电流和极限分... 电弧触发式混合型限流熔断器是电子测控式限流熔断器的一种更新装置,具有可靠性高、体积小、成本低等优点,但现有产品的最高额定电流只有600A,额定极限分断电流只有25kA。为此,对电弧触发式装置进行了分析,认为制约其额定电流和极限分断电流水平的关键因素是电弧触发器的动作快速性不够,提高动作快速性的有效方法是提高狭颈的载流密度。基于ANSYS 11.0软件对电弧触发器进行仿真分析和参数优化,获得了电弧触发器熔体的优化设计结构。实际制作的电弧触发器,其狭颈额定载流密度高达3 300A/mm2,可用于额定电压10kV、额定电流2kA、额定分断能力40kA的混合型限流熔断器。 展开更多
关键词 限流熔断器 电弧触发器 故障限流器 电流密度 参数优化 高压大电流 ANSYS 11.0
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高压混合型限流熔断器用电弧触发器的弧前特性 被引量:22
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作者 戴超 庄劲武 +2 位作者 杨锋 蒋小伟 王晨 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期350-355,共6页
采用电弧触发器的高压混合型限流熔断器相对于普通限流熔断器具有功率损耗低、限流能力强的优点;相对于采用电子控制的混合型限流熔断器而言,因为无需外部电源、传感器及电子控制单元,提高了可靠性,减小了体积。为促进其应用,针对其关... 采用电弧触发器的高压混合型限流熔断器相对于普通限流熔断器具有功率损耗低、限流能力强的优点;相对于采用电子控制的混合型限流熔断器而言,因为无需外部电源、传感器及电子控制单元,提高了可靠性,减小了体积。为促进其应用,针对其关键部件——电弧触发器开展研究,设计了额定电流500 A的电弧触发器,建立其热电耦合模型,基于该模型分析了不同电流上升率及焊接状况下触发器的弧前特性。研制了电弧触发器实验样机并完成了系列起弧实验,实验结果验证了设计和分析的正确性。 展开更多
关键词 高压 混合型限流熔断器 电弧触发 弧前特性 热电偶 模型
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10kV TV高压熔丝频繁熔断的分析 被引量:18
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作者 滕永禧 许明 +2 位作者 李向军 田凤兰 贺芸 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期204-206,共3页
利用EMTP分析了某变电所电压互感器高压熔丝频繁熔断的原因,并比较了两种主要的消谐措施。分析结果表明系统对地电容较大时,接地故障消失后的铁磁谐振可能会产生过电压和过电流,系统装设消弧线圈能较好地抑制此过电流。
关键词 电压互感器 高压熔丝 熔断 EMTP 铁磁谐振 消弧线圈 过电流
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石英砂熔断器的弧前时间–电流特性 被引量:17
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作者 刘志远 王彤 +3 位作者 孙超 闫静 王姣 耿英三 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期366-371,共6页
石英砂熔断器是电力系统中应用十分广泛的保护电器,弧前时间–电流特性是其最重要的性能指标之一。为准确模拟石英砂熔断器的弧前时间–电流特性,揭示影响弧前时间–电流特性的因素和规律,采用焓变的方法处理相变过程,并提出一种新的仿... 石英砂熔断器是电力系统中应用十分广泛的保护电器,弧前时间–电流特性是其最重要的性能指标之一。为准确模拟石英砂熔断器的弧前时间–电流特性,揭示影响弧前时间–电流特性的因素和规律,采用焓变的方法处理相变过程,并提出一种新的仿真方法。同时建立了石英砂熔断器弧前过程的热电耦合模型,利用ANSYS软件计算了石英砂熔断器的弧前时间,并分别采用两种狭颈形状熔体熔断器对仿真结果进行实验验证。结果表明:熔体狭颈处因电流线收缩而电流密度最大,温度上升最快;由于材料的电阻率、热导率、密度、焓值等物性参数随温度在不断变化,使熔体温度随时间非线性上升,且在两次相变点附近均有短暂的温度缓慢增长阶段;在300~3 500A电流范围内,弧前时间均随预期电流的增大而减小,截断电流数值验证了石英砂熔断器的限流作用;两种熔体弧前时间–电流特性的仿真值与实验值相对误差均小于5%,验证了该仿真模型与方法的正确性和适用性。 展开更多
关键词 石英砂熔断器 熔体 弧前时间-电流特性 焓变 热电耦合 限流
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高压跌落式熔断器故障及引线烧断原因分析 被引量:12
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作者 耿林选 尹中党 +3 位作者 王永刚 张爱国 忽然 张小波 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期182-183,共2页
作为配电线路重要设备之一,高压跌落式熔断器经常发生接触不良,引线烧断事故,影响原油生产。针对这一问题,提出了改进方案即将固定静触头螺栓改为多棱形状,同时熔断器采用双引线接线方式。实施后,高压跌落式熔断器故障、引线烧断问题得... 作为配电线路重要设备之一,高压跌落式熔断器经常发生接触不良,引线烧断事故,影响原油生产。针对这一问题,提出了改进方案即将固定静触头螺栓改为多棱形状,同时熔断器采用双引线接线方式。实施后,高压跌落式熔断器故障、引线烧断问题得到有效解决。 展开更多
关键词 高压熔断器 接触不良 引线烧断 故障 原因分析 方案实施
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混合型直流熔断器用灭弧熔断器单元低过载电流开断特性优化设计研究 被引量:11
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作者 李枫 庄劲武 +2 位作者 江壮贤 武瑾 赵宏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2783-2789,共7页
灭弧熔断器单元是混合型直流熔断器的重要组成部分,其承担着为高速开断器提供介质恢复时间及直流灭弧开断功能,由于直流灭弧熔断器开断低过载电流能力较弱,易出现过热、喷弧等故障导致开断失败。该文针对这一问题,结合仿真与试验分析直... 灭弧熔断器单元是混合型直流熔断器的重要组成部分,其承担着为高速开断器提供介质恢复时间及直流灭弧开断功能,由于直流灭弧熔断器开断低过载电流能力较弱,易出现过热、喷弧等故障导致开断失败。该文针对这一问题,结合仿真与试验分析直流灭弧熔断器低过载电流开断困难机理,并在此基础上提出设置熔体薄弱狭颈的解决方案,改进设计了额定2000V/1600A混合型直流熔断器用灭弧熔断器单元,进行故障电流开断试验,试品成功开断了2k A低过载电流及7k A短路电流,验证了改进方案的正确性,相关结论可应用于混合型直流熔断器灭弧熔断器单元的设计,能有效提升混合型直流熔断器的保护能力。 展开更多
关键词 混合型直流熔断器 灭弧熔断器单元 低过载电流 故障电流 开断特性
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高压变频器中IGCT的快熔保护 被引量:8
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作者 胡兆庆 毛承雄 +1 位作者 陆继明 范澍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期8-9,11,共3页
提出利用快速熔断器来实现高压变频器中IGCT器件的保护,在对高压变频器三电平逆变回路发生的“直通”故障分析基础上进行快熔计算选择,并分析所选快熔特性,最后给出结论。
关键词 高压变频器 IGCT 快熔保护 熔断器 逆变电路
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高速开断器的10kV/10kA介质恢复试验系统关键技术 被引量:9
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作者 袁志方 庄劲武 +2 位作者 王晨 陈搏 江壮贤 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期168-173,共6页
设计了包含电流回路、自然换流回路以及高电压回路的10 kV/10 kA试验系统,用于高速开断器的介质恢复试验。分析得出了高速开断器对于试验系统提出的需求:为试品制造人工电流过零点,且在所要求的介质恢复时间内一直维持电流过零点;电压... 设计了包含电流回路、自然换流回路以及高电压回路的10 kV/10 kA试验系统,用于高速开断器的介质恢复试验。分析得出了高速开断器对于试验系统提出的需求:为试品制造人工电流过零点,且在所要求的介质恢复时间内一直维持电流过零点;电压源需要模拟灭弧熔断器的弧压;介质恢复开始后,经过指定的延时后再投入电压源。分析了电流回路的电气参数,确定了参数选取方案;提出了自然换流回路中避雷器的选型依据;总结了串联二极管组件的反向截止规律,进行了高电压回路点火球隙的性能试验。系统调试结果证实了该介质恢复试验系统具备了完成额定10 kV/10 kA高速开断器介质恢复试验的能力。 展开更多
关键词 高速开断器 自然换流 介质恢复特性 试验
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含矩形狭颈熔体熔断器的电弧阶跃电压试验分析 被引量:5
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作者 肖翼洋 庄劲武 +2 位作者 王晨 陈搏 袁志方 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期853-859,共7页
熔断器电弧点燃产生的阶跃电压对限流作用和电气绝缘有很大影响。为在数值上准确描述起弧瞬间熔断器的外部电气特性,分析了单个矩形狭颈熔体熔断器在短路分断时产生的阶跃电压,得到了在起弧电流密度为10~45kA/mm2、石英砂颗粒和包裹紧... 熔断器电弧点燃产生的阶跃电压对限流作用和电气绝缘有很大影响。为在数值上准确描述起弧瞬间熔断器的外部电气特性,分析了单个矩形狭颈熔体熔断器在短路分断时产生的阶跃电压,得到了在起弧电流密度为10~45kA/mm2、石英砂颗粒和包裹紧实程度相同的情况下电弧初始电位梯度与起弧电流密度之间近似线性的关系,并讨论了是否添加石英砂对阶跃电压的影响。在此基础上,改变熔体的狭颈长度和串联狭颈数,通过对比分断试验,分析了线性关系的合理性。结果表明,试验模型可以扩展应用到多狭颈串联的高压熔断器小比例或全比例试验。 展开更多
关键词 初始电位梯度 起弧电流密度 石英砂 熔断器燃弧模型 小比例试验 金属热瓦解
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35kV母线CVT高压侧熔断器异常爆裂原因及解决方案研究 被引量:5
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作者 唐朝 彭勤裕 +4 位作者 焦肃山 宋小卫 汤建中 丁然 卢继平 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2008年第20期86-90,共5页
为了解决甘肃天水电网35kV侧母线CVT在电力电容器合闸时,其高压侧熔断器发生异常爆裂的事故,通过对电力电容器合闸过电压的Matlab仿真分析,得到了引起该事故的原因。电力电容器合闸过程产生的过电压激发CVT中间变压器铁芯饱和,进而引发... 为了解决甘肃天水电网35kV侧母线CVT在电力电容器合闸时,其高压侧熔断器发生异常爆裂的事故,通过对电力电容器合闸过电压的Matlab仿真分析,得到了引起该事故的原因。电力电容器合闸过程产生的过电压激发CVT中间变压器铁芯饱和,进而引发CVT内部非线性电感和电容铁磁谐振,产生谐振过电流,使熔断器发生爆裂。针对这一原因,文中从限制电力电容器合闸过电压和对CVT消谐两个方面提出了解决方案。仿真验证这些方案具有可行性。 展开更多
关键词 CVT 过电压 铁磁谐振 阻尼器 MATLAB仿真
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高压限流型熔断器热电耦合瞬态温度场的计算 被引量:8
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作者 王子建 何俊佳 尹小根 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期438-441,共4页
在对某高压限流型熔断器的结构进行合理简化,并针对实际情况提出相关假设的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,建立了用于熔断器热电耦合瞬态温度场计算的三维有限元模型。该模型中考虑了材料物理性能参数以及熔断器表面对流换热系数随温... 在对某高压限流型熔断器的结构进行合理简化,并针对实际情况提出相关假设的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,建立了用于熔断器热电耦合瞬态温度场计算的三维有限元模型。该模型中考虑了材料物理性能参数以及熔断器表面对流换热系数随温度的变化,并利用ANSYS有限元分析软件对该熔断器在正常工作以及故障情况下的瞬态温度场变化过程进行了数值模拟,最后就不同结构参数对熔断器温升特性的影响进行了研究,为该型熔断器的设计制造以及工程分析提供了理论依据。 展开更多
关键词 有限元法 ANSYS 熔断器 热电耦合 瞬态过程 温度场
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用EMTP/ATP研究高压限流熔断器暂态过程 被引量:5
13
作者 周挺 文远芳 +1 位作者 毛柳明 刘兴发 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期37-40,共4页
为正确模拟高压限流熔断器的熔断过程及熔断过程中产生的电压、电流对短路试验系统的影响,以电磁暂态分析程序EMTP/ATP为平台,以高压限流熔断器短路试验系统为研究主体,建立了含有熔断器和氧化锌避雷器的非线性电路仿真模型并对高压限... 为正确模拟高压限流熔断器的熔断过程及熔断过程中产生的电压、电流对短路试验系统的影响,以电磁暂态分析程序EMTP/ATP为平台,以高压限流熔断器短路试验系统为研究主体,建立了含有熔断器和氧化锌避雷器的非线性电路仿真模型并对高压限流熔断器暂态过程进行了仿真分析。仿真电路中为了更加准确地模拟出熔断器电阻的复杂变化过程,采用了多个时变非线性电阻串联的方法来等效熔断器电阻。与传统的用单个时变非线性电阻等效的方法相比,该方法使熔断器暂态过程的模拟更加精确。仿真算得的熔断器暂态过程主要参数与实际试验结果比较一致,充分说明了该种方法对于模拟高压限流熔断器暂态过程的正确性。 展开更多
关键词 高压限流熔断器 EMTP/ATP 暂态过程 非线性 短路试验 仿真
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填砂密度对熔断器分断能力和电弧模型的影响 被引量:5
14
作者 肖翼洋 庄劲武 陈搏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期524-529,共6页
熔断器用石英砂的装填密度关系到熔断器能否成功开断故障电路,但对于装填密度如何影响熔断器电弧电压以及熔断残体的形状,还缺乏定量的研究.文中研究了石英砂填充密度对电弧电压、电弧通道的轴向燃烧速率和径向扩展速率的影响,得到了保... 熔断器用石英砂的装填密度关系到熔断器能否成功开断故障电路,但对于装填密度如何影响熔断器电弧电压以及熔断残体的形状,还缺乏定量的研究.文中研究了石英砂填充密度对电弧电压、电弧通道的轴向燃烧速率和径向扩展速率的影响,得到了保证安全分断的熔断器填充密度范围.设计了单狭颈银熔体的可控燃弧时间短路分断试验,保证燃弧过程的近似电流恒定;制作了可精确测量填充密度的可拆卸灭弧室,以精细观测熔断残体.通过对比试验,分析了经典石英砂燃弧模型在本研究中的应用效果.试验结果表明,石英砂装填密度应高于1.65 g/cm3,经典模型在不同的装填密度下不能统一地描述燃弧特性,适用性受到限制. 展开更多
关键词 熔断器 装填密度 电弧电压 熔岩 轴向燃烧速度 径向扩展速度 石英砂燃弧模型
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变分模态分解在地铁车辆熔断器非短路损坏故障分析 被引量:5
15
作者 靳行 林建辉 邓韬 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第3期146-150,共5页
非短路损坏故障不但增加车辆运营经济成本,而且影响运营线路的运营计划。该文针对熔断器非短路故障频发的地铁车辆,基于NI作为检测硬件设计一套故障诊断测试系统,并应用Dasylab软件搭建系统的采集部分,通过对列车运营时段的测试数据进... 非短路损坏故障不但增加车辆运营经济成本,而且影响运营线路的运营计划。该文针对熔断器非短路故障频发的地铁车辆,基于NI作为检测硬件设计一套故障诊断测试系统,并应用Dasylab软件搭建系统的采集部分,通过对列车运营时段的测试数据进行整体统计分析,应用VMD剔除趋势项,对偏离均值的异常数据应用VMD分析,最终找到熔断器非短路故障频发原因。结果表明,该文所设计的故障诊断测试系统与分析方法是有效并可靠的,可为工程实用提供参考。 展开更多
关键词 变分模态分解 瞬时频率 熔断器 故障分析
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电弧触发式电磁斥力高速开断混合型直流限流装置设计与试验 被引量:4
16
作者 徐国顺 庄劲武 +5 位作者 周煜韬 袁志方 李枫 陈搏 方伟 肖翼洋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第S1期250-256,共7页
针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在... 针对目前商用化最为普遍的电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器存在的两个问题,从更改机理的角度出发,提出一种电弧触发式电磁斥力混合型限流熔断器方法。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用电子测控作为短路检测的手段,可能存在因电磁干扰带来的误动。新方案采用电弧触发检测作为短路检测的手段,从机理上避免了电磁干扰可能带来的影响。电子测控式爆炸辅助混合型限流熔断器采用爆炸辅助开断作为快速形成断口的手段,炸药的存在带来了安全性较低,高温下易分解的问题。新方案采用电磁斥力辅助开断作为快速形成断口的手段,从机理上避免了使用炸药带来的问题。针对灭弧熔断器,建立了含熔体烧蚀、截面扩展的数值计算模型,经对比,仿真结果与试验结果的一致性较好。研制了电弧触发式电磁斥力高速开断混合型限流熔断器原理样机,进行了2.7A/?s初始短路电流上升率条件下的整机分断试验,短路电流被限制在2.55k A,整个分断过程耗时1.7ms,成功分断的试验结果证明了设计方案的有效性。 展开更多
关键词 电弧触发 电磁斥力开断 灭弧熔断器 混合型限流熔断器
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高压限流熔断器的过电压动态仿真与数值计算 被引量:12
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作者 周挺 毛柳明 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期203-205,共3页
以高压限流熔断器短路试验系统为研究主体,用MATLAB建立了动态仿真模型对熔断器熔断过程进行仿真。建立了用于电磁暂态过程计算的数值计算模型,运用半隐半显格式的Callahan算法分析计算了熔断器的开断过电压,得到了过电压波形。仿真波... 以高压限流熔断器短路试验系统为研究主体,用MATLAB建立了动态仿真模型对熔断器熔断过程进行仿真。建立了用于电磁暂态过程计算的数值计算模型,运用半隐半显格式的Callahan算法分析计算了熔断器的开断过电压,得到了过电压波形。仿真波形与计算波形均与实际试验波形基本吻合,充分说明两种方法的正确性,它们可以较好地模拟出熔断器短路试验时的开断过电压情况,还可用于其它非线性电路过电压的求解以及电磁暂态过程的计算。 展开更多
关键词 高压限流熔断器 MATLAB 动态仿真 Callahan算法
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石英砂熔断器开断过程的电弧数学模型 被引量:8
18
作者 谢运祥 王季梅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1992年第1期27-33,共7页
本文分析了熔断器短路故障电流的分断过程,并建立描述熔断器燃弧过程的电弧数学模型。用此模型对熔断器分断过程进行分析和计算,其结果和试验结果进行比较。
关键词 石英砂熔断器 开断过程 电弧 数学模型
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高密度等离子体融断开关融蚀现象的粒子模拟研究 被引量:2
19
作者 卓红斌 常文蔚 +1 位作者 徐涵 马燕云 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期573-577,共5页
利用自行研制的 2 .5维全电磁柱坐标粒子模拟程序对高密度等离子体融断开关融断区域中的融蚀现象进行了模拟研究 ,详细地介绍了计算模型的建立以及复杂边界的算法处理。模拟结果表明在融断开关导通电流的最后阶段 ,由于磁压力、磁场渗... 利用自行研制的 2 .5维全电磁柱坐标粒子模拟程序对高密度等离子体融断开关融断区域中的融蚀现象进行了模拟研究 ,详细地介绍了计算模型的建立以及复杂边界的算法处理。模拟结果表明在融断开关导通电流的最后阶段 ,由于磁压力、磁场渗透作用和非中性静电融蚀作用 ,在融断区域的阴极附近会形成一定宽度的真空鞘层。由于等离子体密度的下降以及初始真空鞘层的存在 ,使得即使只有较小的离子电流 ,融蚀机制也完全可以导致 展开更多
关键词 粒子模拟 等离子体融断开关 静电融蚀 真空鞘层 复杂边界 导通电流
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石英砂熔断器开断过程中压力特性的研究 被引量:4
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作者 张俊民 尚振球 王其平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期48-50,17,共4页
分析了石英砂熔断器在开断短路电流时爆炸压力产生的机理。由质量守恒定律、动量守恒定律和石英砂的物态方程推导出爆炸压力的数学模型。并在试验和数学模型的基础上, 研究了爆炸压力与熔体参数。
关键词 熔断器 压力特性 开断过程 石英砂熔断器
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