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基于能量法的带电操作典型振动激励下金属微粒运动模型
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作者 王健 秦诚意 +2 位作者 张建民 吴昱怡 苏毅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3653-3666,共14页
气体绝缘开关设备(GIS)带电操作后故障频发,据统计,GIS带电操作后故障占总故障的比例超过60%。GIS带电操作产生的强烈冲击振动,不仅会产生金属污染物,还会激活潜伏微粒,严重影响GIS的绝缘安全。为厘清球形金属微粒在GIS内受冲击振动后... 气体绝缘开关设备(GIS)带电操作后故障频发,据统计,GIS带电操作后故障占总故障的比例超过60%。GIS带电操作产生的强烈冲击振动,不仅会产生金属污染物,还会激活潜伏微粒,严重影响GIS的绝缘安全。为厘清球形金属微粒在GIS内受冲击振动后的运动机理,该文首先研究了振动在腔体内的传播过程,在灵活边界三维圆柱振动模型的基础上进行了受迫修正,提升了与实际工况的等价性。其次对腔体和微粒受振后的能量传递过程进行分析,以能量为纽带,搭建了腔体-微粒动能传递守恒模型,并借助起跳场强界定了微粒激活条件,提出了微粒受振激活判据。然后在前述研究基础上,综合考虑微粒荷电运动特性及碰撞随机特性,建立了振动激励下微粒运动全过程模型,并进行实验验证。在验证基础上进行了考虑微观作用力的修正,并从微观角度对误差进行了分析。模型充分考虑了不同粒径大小和材质对微粒动力学的影响,相比恢复系数定义的方法,与实际工况等价性更高。最后明确了振动激励对微粒运动行为的影响,并结合传播衰减特性,提出了带电工况下微粒的临界激活距离判据,计算了不同因素下微粒临界激活距离的变化情况。研究表明,随着电压幅值和振动强度的增加,临界激活距离呈对数型增大。该文可为解决GIS带电操作后故障频发这一难题提供帮助。 展开更多
关键词 气体绝缘开关设备(GIS) 带电操作 能量传递守恒 运动特性
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