550kV断路器典型故障分析 被引量：27

1

作者 许杨 陈小军 +5 位作者 李锋锋 郝跃东 欧阳震 苏丰 刘斯佳 刘娇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期80-87,共8页

分别阐述了SF6断路器在分闸过程中重燃和分闸时灭弧室套管爆炸的两起故障情况,结合故障录波、解体检查、材料检测等情况,得出两起故障原因分别是喷口材料中填料比例不当和绝缘拉杆传动拐臂断裂,分析了喷口材料对断路器开断能力的影响,... 分别阐述了SF6断路器在分闸过程中重燃和分闸时灭弧室套管爆炸的两起故障情况,结合故障录波、解体检查、材料检测等情况,得出两起故障原因分别是喷口材料中填料比例不当和绝缘拉杆传动拐臂断裂,分析了喷口材料对断路器开断能力的影响,指出加强断路器核心部件的质量管控与监督仍是电力工业亟需解决的问题。针对在运设备,综合运用各种带电检测技术、重视故障录波信息的分析与家族性缺陷的诊断是及时发现此类潜伏性故障的重要手段。 展开更多

关键词 断路器 故障 喷口材料 传动拐臂 断裂 反事故措施

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SF_6高压断路器喷口中的湍流及其对介质恢复特性的影响 被引量：12

2

作者 关盛楠 王尔智 +2 位作者 刘海峰 李莉 曹云东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第36期31-35,共5页

在流体力学中,当流体遇到流路复杂的情况会产生湍流。断路器喷口的形状结构对吹弧气体中湍流的产生和发展具有最直接的影响。该文从宏观角度,选择不同的湍动模型,在改变喷口型面结构下,通过数值模拟,分析湍流的产生及湍流对SF6高压断路... 在流体力学中,当流体遇到流路复杂的情况会产生湍流。断路器喷口的形状结构对吹弧气体中湍流的产生和发展具有最直接的影响。该文从宏观角度,选择不同的湍动模型,在改变喷口型面结构下,通过数值模拟,分析湍流的产生及湍流对SF6高压断路器吹弧气体流动及介质恢复特性的影响。光滑喷口壁面吹弧气体的流动表现为层流;凸凹不平的喷口壁面吹弧气体的流动表现为湍流;对存在有湍流的不同喷口,湍流发展得越充分,越有利于控制超音速流的发展,从而有利于提高介质强度恢复速度。 展开更多

关键词 SF6 断路器 喷口 湍流 介质恢复特性

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SF_6断路器强电流开断喷管内压力测量 被引量：20

3

作者 刘卫东 吴俊勇 +4 位作者 黄瑜珑 吴军辉 关永刚 张华 田刚领 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期131-136,共6页

研究了SF6断路器强电流开断时喷管内暂态压力测量的方法。对一台252kVSF6断路器进行了强电流开断试验,采用压阻式压力传感器和毕托管,测量了压气缸、喷管上游、喷管喉部和喷管下游的暂态压力。毕托管有效地保护传感器,免受喷管中高温和... 研究了SF6断路器强电流开断时喷管内暂态压力测量的方法。对一台252kVSF6断路器进行了强电流开断试验,采用压阻式压力传感器和毕托管,测量了压气缸、喷管上游、喷管喉部和喷管下游的暂态压力。毕托管有效地保护传感器,免受喷管中高温和高电压的影响。毕托管内压力波的来回反射对压力测量产生干扰,在毕托管内放置颗粒可阻尼压力波,抑制干扰。文中所建立的压力测量方法能够有效测量断路器开断全过程中压气缸和喷管上游的压力变化;有效测量断路器吹弧过程中喷管喉部的压力变化。 展开更多

关键词 SF6断路器 喷管 压力测量

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考虑湍流影响的高压SF_6断路器喷口优化设计 被引量：17

4

作者 王尔智 刘晓明 曹云东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期30-34,共5页

高压SF6断路器喷口结构对断路器开断特性影响极大。在已取得的SF6断路器喷口中的湍流及其对介质恢复特性影响的前期研究成果基础上,充分考虑利用湍流对喷口内超音速气体流速的控制作用,来提高介质强度恢复速度的思想。以具有多级放-收的... 高压SF6断路器喷口结构对断路器开断特性影响极大。在已取得的SF6断路器喷口中的湍流及其对介质恢复特性影响的前期研究成果基础上,充分考虑利用湍流对喷口内超音速气体流速的控制作用,来提高介质强度恢复速度的思想。以具有多级放-收的550kVSF6断路器为研究对象,以其喷口型面结构参数为优化变量,采用POWELL算法并加以改进作为优化策略,实现对喷口结构的优化设计。对优化后喷口结构在空载开断下的数值模拟结果表明,其介质恢复特性满足冷气流开断特性要求。 展开更多

关键词 断路器 喷口 湍流 优化 介质恢复特性

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喷口型面及尺寸对SF_6高压断路器介质强度恢复特性的影响 被引量：11

5

作者 关盛楠 王尔智 +2 位作者 刘海峰 王连鹏 李莉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期6-11,共6页

SF6高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用,从而成为灭弧室的心脏。该文以252kVSF6断路器为研究对象,研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响;应用激波理论和... SF6高压断路器的喷口对断路器开断过程中吹弧气体的流动特性起着控制作用,从而成为灭弧室的心脏。该文以252kVSF6断路器为研究对象,研究了改变喷口喉部下游仰角、长度对灭弧室吹弧气体流动特性、介质强度恢复特性的影响;应用激波理论和拉伐尔喷口中流速与截面比的关系,研究了局部"放-收"型面及2段型面对吹弧气体的控制作用及对介质强度恢复速度的影响;比较了在不同的喷口尺寸及型面下介质强度的恢复速度,得出喷口下游的型面对开断过程中介质强度恢复速度影响显著的结论。这对SF6高压断路器喷口的优化设计及灭弧室小型化设计具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 SF6断路器 喷口 激波 介质强度恢复特性

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SF_6罐式高压断路器三维电场计算与分析 被引量：21

6

作者 刘志刚 林莘 耿英三 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期27-28,30,共3页

基于开发的三维有限元仿真软件计算了 SF6 罐式高压断路器灭弧室内的三维电场 ,得到灭弧室内的电场强度分布 ,发现喷口对灭弧室中电场分布的影响较大 ,它的存在使触头附近电场及其变化增大 。

关键词 断路器 灭弧室 喷口 有限元法 电场强度

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SF_6断路器喷口烧蚀性能的试验研究 被引量：7

7

作者 贾继钧 赵长征 曹广斌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 1991年第3期9-13,共5页

本文对SF_6断路器喷口耐电弧烧蚀性能进行了试验研究,拟合出喷口烧蚀与开断电流,燃弧时间和电弧能量的关系曲线,分析了开断电流和燃弧时间对喷口烧蚀的影响,试验结果表明国产喷口取代法国喷口是可行的。

关键词 SF7断路器 喷口 烧蚀性能 试验

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喷口结构对超高压SF_6断路器压力特性的影响 被引量：12

8

作者 刘晓明 朴文泉 +1 位作者 曹云东 冷雪 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3093-3098,共6页

为有效控制喷口区域气流运动,提高高压开关开断能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出不同喷口气流管道流动结构,采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟。通过对比分析断口区域不同压力观测点的压力分布,得到喷... 为有效控制喷口区域气流运动,提高高压开关开断能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出不同喷口气流管道流动结构,采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟。通过对比分析断口区域不同压力观测点的压力分布,得到喷口上下游压力差的定量描述,以反映开断过程中喷口气流的流动行为。仿真结果表明,喷口长度和型面结构参数是控制气流流动的主要因素。 展开更多

关键词 超高压 SF6断路器 喷口 有限体积法 灭弧室 气流场 断口 压力

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气流流路对高压SF_6断路器介质强度混沌影响 被引量：4

9

作者 冷雪 刘晓明 +2 位作者 曹云东 韩颖 王尔智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期162-168,共7页

高压SF6断路器的开断性能主要取决于灭弧室内的介质恢复能力。开断过程中,气流在可变流路中呈跨音速流动,将不可避免地产生湍流与激波,气流参数变化存在混沌特征,且灭弧室内部各气流参数在毫秒级时间与毫米级空间内气流运动行为复杂多... 高压SF6断路器的开断性能主要取决于灭弧室内的介质恢复能力。开断过程中,气流在可变流路中呈跨音速流动,将不可避免地产生湍流与激波,气流参数变化存在混沌特征,且灭弧室内部各气流参数在毫秒级时间与毫米级空间内气流运动行为复杂多变。采用有限体积法对550k V单断口高压SF6断路器开断容性小电流情况下的气流场进行数值求解,通过改变喷口长度及型面可调控气流流路,改变气流参数时空行为;采用有限元法得到灭弧室内电场分析;基于流注理论得到不同喷口结构下灭弧室内的介质恢复特性。由于断路器开断过程中介质强度恢复存在混沌,影响断路器的开断性能,通过改变喷口气流流路可以有效调控断路器内气流参数的混沌特性,以增强介质恢复能力,提高开断性能。 展开更多

关键词 SF6断路器 混沌 介质恢复特性 喷口 相空间重构

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压力比对高压SF_6断路器喷口中冷态气流场影响的研究 被引量：5

10

作者 姜旭 李兴文 +1 位作者 贾申利 苏娜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期122-127,共6页

为了辅助高压SF6断路器灭弧室的设计和优化,以拉法尔喷口结构为基础,对3种长度喷口结构下的冷态SF6气流场进行了数值计算和分析.通过对比压力与马赫数的变化特点,研究了上、下游压力以及喷口长短对气流场分布的影响.确定了3种长度喷口... 为了辅助高压SF6断路器灭弧室的设计和优化,以拉法尔喷口结构为基础,对3种长度喷口结构下的冷态SF6气流场进行了数值计算和分析.通过对比压力与马赫数的变化特点,研究了上、下游压力以及喷口长短对气流场分布的影响.确定了3种长度喷口对应的临界压力比值,并着重分析了压力比与激波产生和运动之间的关系,讨论了物性参数所引起的计算误差.结果表明:不同长度的喷口结构,临界压力比不同,当上下游压力比低于临界值时,喷口中产生激波,反之则无激波产生;激波的位置随着压力比以及喷口的长度而变化;当喷口下游气体始终处于超音速流动时,出口压力与设定值无关,仅随着入口压力的增加而增大.此外,有效地导入气体属性能够降低数值仿真中的误差,提高仿真结果的精度. 展开更多

关键词 高压断路器 喷口 压力比 冷态气流场

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喷口结构对半自能式SF_6断路器最短燃弧时间的影响 被引量：3

11

作者 金立军 董骁 +1 位作者 闫书佳 李水清 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期64-68,共5页

最短燃弧时间是衡量断路器性能的重要参数,笔者提出一种控制最短燃弧时间的优化方案。首先以流体力学、电弧理论为基础,建立了灭弧室内流场分布和电场分布的数学模型,并以此为基础提出通过仿真确定SF6断路器最短燃弧时间的方法;然后研... 最短燃弧时间是衡量断路器性能的重要参数,笔者提出一种控制最短燃弧时间的优化方案。首先以流体力学、电弧理论为基础,建立了灭弧室内流场分布和电场分布的数学模型,并以此为基础提出通过仿真确定SF6断路器最短燃弧时间的方法;然后研究了喷口结构对断路器燃弧时间的影响,提出通过改变喷口喉部出口处仰角减小最短燃弧时间的方案,仿真分析了5种不同的改进方案对最短燃弧时间的影响,并最终确定最佳优化方案。 展开更多

关键词 SF6断路器 短燃弧时间 喷口 仿真

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高压SF_6断路器湍动冷气流混沌性行为 被引量：2

12

作者 冷雪 刘晓明 +2 位作者 韩颖 曹云东 王尔智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期64-69,共6页

对喷口区域跨音速、可压缩气流在变边界流路的湍动气流运动行为的调控目的是提高气吹效率,实现SF_6断路器在开断进程中绝缘与灭弧介质的快速恢复。由于喷口气流运动并非单纯层流,呈现层流与湍流并存的特点,且湍动过程中存在连续变化的... 对喷口区域跨音速、可压缩气流在变边界流路的湍动气流运动行为的调控目的是提高气吹效率,实现SF_6断路器在开断进程中绝缘与灭弧介质的快速恢复。由于喷口气流运动并非单纯层流,呈现层流与湍流并存的特点,且湍动过程中存在连续变化的涡旋态,导致气流运动的不确定性。对冷气流湍动产生机制的发展变化研究,找寻湍流内在特性是研究高压SF_6断路器短路大电流开断对吹弧气流调控的基础。以550k V单断口高压SF_6断路器为研究对象,采用有限体积方法对湍动冷气流进行数值仿真模拟,运用混沌理论对开断过程中的湍流特征量进行定量分析,并采用C-C方法和Wolf算法求取最大Lyapunov指数(LEmax),分析在开断过程中湍动冷气流的混沌性行为。 展开更多

关键词 高压SF6断路器 湍流 混沌 相空间重构 喷口

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压气式气吹灭弧室的气动计算 被引量：4

13

作者 王尔智 林莘 除建源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期40-43,29,共5页

本文主要计算了气吹断路器中喷口内一维非定常气流流动参数分布。在上游压气室气压变化条件下计算了喷口内气流流动速度和压力分布特性。从理论上分析计算了空载及开断电流为４０ｋＡ条件下电弧热效应对分闸速度及喷口内焓流特性的影响。

关键词 断路器 灭弧室 气动计算

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喷口电弧的微分-积分模型 被引量：6

14

作者 张交锁 王其平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期21-30,共10页

本文在能量守恒、质量守恒、动量守恒、欧姆定律的基础上,提出了一种描述气流中喷口电弧特性的新的物理数学模型—微分-积分模型。由于这一模型既具有积分模型的优点,又具有微分模型的优点,因而较为实用和精确。本文应用这一新型微分-... 本文在能量守恒、质量守恒、动量守恒、欧姆定律的基础上,提出了一种描述气流中喷口电弧特性的新的物理数学模型—微分-积分模型。由于这一模型既具有积分模型的优点,又具有微分模型的优点,因而较为实用和精确。本文应用这一新型微分-积分电弧模型对SF_6喷口电弧的特性进行了计算,并与一些试验进行了对比。 展开更多

关键词 喷口电弧 断路器 物理数学模型

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喷口电弧与喷口材料蒸气相互作用的数学模型 被引量：20

15

作者 张俊民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期206-209,共4页

基于守恒方程组,建立了喷口电弧与PTFE蒸气相互作用的数学模型,并用该模型对SF_6自能膨胀式断路器的开断过程进行数值模拟。结果表明:开断电流的大小对膨胀室内的压力有明显的影响,熄弧压力的建立是依靠PTFE蒸气和SF_6气体吸收了电弧的... 基于守恒方程组,建立了喷口电弧与PTFE蒸气相互作用的数学模型,并用该模型对SF_6自能膨胀式断路器的开断过程进行数值模拟。结果表明:开断电流的大小对膨胀室内的压力有明显的影响,熄弧压力的建立是依靠PTFE蒸气和SF_6气体吸收了电弧的能量来完成的。进入膨胀室内的热气流与冷气体之间的相互作用使冷气体向膨胀室的气流出口处运动,有利于弧后触头间的介质恢复过程。PTFE蒸气能加快膨胀室内冷热气流的混合,导致热气体的温度下降、温度升高的区域增大;使弧后喷口内气流场的温度下降速度减小,但由于气体密度上升较快,介质强度增高。 展开更多

关键词 六氟化硫自能膨胀式断路器 喷口电弧 喷口材料 介质强度 数学模型 灭弧室 蒸气

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高压SF_6断路器三维动态电弧仿真 被引量：5

16

作者 曹云东 纪腾飞 +1 位作者 刘晓明 赵兴海 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第2期125-130,共6页

为了研究高压SF6断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机... 为了研究高压SF6断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律. 展开更多

关键词 高压SF6断路器 有限体积法 电弧模型 气流场 旋气槽 喷口 灭弧室

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550 kV单断口自能式断路器短路开断过程数值计算与分析 被引量：6

17

作者 林莘 庚振新 +5 位作者 谭盛武 李瑞嵩 宋宇 江经华 李俊锋 魏登峰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期123-129,共7页

目前国内外在超高压领域应用的断路器多为压气式SF6断路器或双断口自能式断路器,对于550 kV单断口自能式灭弧室的研究尚属空白。文中基于磁流体动力学理论,建立考虑喷口烧蚀的二维动态电弧数学模型,完成高压SF6自能式断路器不同开断条件... 目前国内外在超高压领域应用的断路器多为压气式SF6断路器或双断口自能式断路器,对于550 kV单断口自能式灭弧室的研究尚属空白。文中基于磁流体动力学理论,建立考虑喷口烧蚀的二维动态电弧数学模型,完成高压SF6自能式断路器不同开断条件下(短路电流有效值为63 kA和40 kA,燃弧时间为12、16.3、20.8 ms)燃弧过程的仿真计算。计算结果表明:12 ms燃弧条件下,63 kA电弧在电流峰值时刻最高温度为28900 K,较40 kA条件高约2000 K;开断全过程,63 kA条件下膨胀室压强最高可达3.78 MPa,40 kA条件下最高为2.77 MPa。开断不同短路电流时,阀片的动作时间相差较小;对应于上述3种燃弧时间,阀片动作先后顺序为16.3、12、20.8 ms,时间依次滞后0.1 ms。40 kA,12 ms条件下喷口烧蚀量为6.34 g;而63 kA条件下,对应于上述3种燃弧时间,烧蚀量分别为11.25、15.65、19.44 g。 展开更多

关键词 550 kV单断口自能式断路器 电弧 过压阀 泄压阀 喷口烧蚀

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SF_6断路器喷口形状尺寸对烧蚀的影响及喷口设计方法探讨 被引量：1

18

作者 贾继钧 赵长征 朱鸣海 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 1991年第4期28-32,共5页

本文着重分析了断路器喷口的形状尺寸,喷口内气动参数对其烧蚀的影响。根据喷口的经验数据和气流场的计算公式,总结出断路器喷口设计的估算方法。

关键词 SF∨6断路器 喷口形状 烧蚀 相关性

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喷口长度对超高压SF_6断路器影响及混沌识别 被引量：1

19

作者 刘晓明 朴文泉 +2 位作者 冷雪 赵广杰 朱传运 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第5期481-485,共5页

为有效控制喷口区域气流参数,提高流路气流气吹能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出具有不同管道长度的喷口流动结构.采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟,得到断口区域气流压力、密度、速度及马赫数的变化,... 为有效控制喷口区域气流参数,提高流路气流气吹能力,以550kV单断口超高压SF6断路器为研究对象,提出具有不同管道长度的喷口流动结构.采用有限体积法对灭弧室内冷气流流动进行数值模拟,得到断口区域气流压力、密度、速度及马赫数的变化,并且对混沌特性进行了识别.开断过程中喷口管道冷气流流动行为表明,改变喷口长度可以有效调控灭弧室内气流流动,同时明显改变了对介质恢复特性起主要作用的喷口上下游压力差.通过对比分析得出,喷口长度是调控管道内气流流动的主要参数之一,且开断过程中伴随有混沌现象. 展开更多

关键词 SF6断路器 喷口 有限体积法 灭弧室 气流场 混沌

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基于多物理场耦合的高压SF6断路器冷气流混沌特性研究 被引量：6

20

作者 韩颖 冯厉鹏 +1 位作者 曹云东 侯春光 《电气工程学报》 2018年第7期16-22,共7页

研究灭弧室压力、速度和湍流等气流参数,对于进一步优化断路器本体结构设计具有重要意义。本文以550k V单断口高压断路器为研究对象,研究灭弧室气流参数的时空特性,建立三维计算模型,采用有限体积法对断路器开断容性小电流情况下的气流... 研究灭弧室压力、速度和湍流等气流参数,对于进一步优化断路器本体结构设计具有重要意义。本文以550k V单断口高压断路器为研究对象,研究灭弧室气流参数的时空特性,建立三维计算模型,采用有限体积法对断路器开断容性小电流情况下的气流场进行数值求解,提取有效特征点,得到压力、密度、速度及湍流等参数;采用C-C算法、G-P算法、FFT变换和＂修正＂的混沌理论对开断过程中各气流参数进行系统复杂混沌运动行为分析。结果表明：断路器开断过程中,气流运动存在混沌特征,并通过横向、纵向比较压力和密度、马赫数和速度等参数,得到各参数混沌特性之间的联系与区别,为进一步通过改变喷口型面调整气流流路以实现气流的有效气吹,提高断路器开断能力,同类以及替代产品的改进和开发提供了理论依据。 展开更多

关键词 高压SF6断路器 气流场 混沌 喷口 开断能力

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