基于ANSYS的252kV罐式断路器灭弧室的电场计算.pdf

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1、·74·科技论坛基于ANSYS的。252kV罐式断路器灭弧室的电场计算贾月1张书良z(1、河南平高电气股份有限公司，河南平顶山4670012、正泰电气股份有限公司，上海201614)摘要：本文以252kV罐式断路器灭弧室为例，首先建立其灭弧室的二维简化模型，其次采用ANSYS分析软件对其进行电场计算，最后根据电场计算结果分析了252kV罐式断路器灭弧室内的电场分布情况，为252kV罐式断路器的整体结构设计提供了理论依据。关键词i灭弧室；ANSYS；电场分布1罐式断路器灭弧室模型的建立本文所计算的252kV罐式SF6断路器的灭弧室由大、小喷口、触头、动静

2、支座、屏蔽罩等组成，其零部件均为对称结构，因此把灭弧室内的三维电场改为二维对称电场来简化计算，并略去对计算结果影响不大的细微结构，突出主要结构。252kV罐式断路器灭弧室分、合闸电场模型如图1所示。其中，(a)、(b)示意图中1为断路器灭弧室外的大罐，2为灭弧室与大罐之间的绝缘介质SF6，3为灭弧室内导体、屏蔽罩及绝缘件。2灭弧室电场计算2．1计算初始条件：252kV罐式断路器灭弧室内有三种不同的绝缘介质：SF6气体，聚四氟乙烯，环氧树脂，其介电常数分别为：1．002，3．5，3．8。2．2剖分密度本文计算罐式断路器灭弧室内断口间电场的计算场域二维网格

3、见图2所示，在窄小、细长、不规则的处先进行线条的细化，再进行面域的网格划分及细化，使形成均匀、无尖锐的网格。2．3电场计算判据：在额定闭锁0．52MPa气压下：灭弧室的场强分别为：工频电场击穿场强：E=6．5410p)o”=6．5x(10x0．62)o”=24．624雷电冲击负极性：E=7．5×(10p)o”=7．5x(10x0．62)0”=29．,168雷电冲击正极性：E：8．0x(10plo”：8．0×f10×0．62)0”：344353计算结果分析按照电压施加方式，分别计算SF6罐式断路器在几种试验工况下的电场强度，电场强度分布如图3所示，电场强

4、度值如表2所示。图中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别对应相应的试验工况。当断路器处于分闸状态，在工频406(+106)kV电压下，最大场强发生在高电压触头处，其值为16．074kV／mm，其它部位场强值相对较小；在雷电1050(-',460)kV电压下，最大场强值为32．752kV／mm。当断路器处于合闸状态，在工频460kV电压，雷电1050kV电压下，最大场强值分别为18．361kV／mm，24．314kV／mm。252kV罐式断路器灭弧室电场强度最大值均小于电场击穿强度值，因此该罐式SF6断路器内部绝缘结构是安全可靠的。4结论在

5、252kV罐式断路器的设计研发过程中，利用软件工具对其结构及电场进行绝缘结构设计及分析计算，使产品结构达到最优设(a)＼上＼兰匹(b】图1(a)、(b)分别为罐式断路器灭弧室分闸、合闸状态结构示意图(a)分闸状态(b)合闸状态图2(a)、(b)为分闸、合闸状态时的网格划分示意图(a)(b)(c)(d)(e)(f)图3灭弧室工频、雷电电场计算云图计，并可极大地缩短产品的研制周期，降低研发成本。通过对252kV罐式SF6断路器灭弧室电场的计算分析，说明本文设计的灭弧室结构满足绝缘要求，为252kV罐式断路器的整体设计提供了理论依据。参考文献[1】徐国政．高

6、压断路器原理和应用【M】．北京：清华大学出版社，2000．【2】黎斌．SF6高压电器设计[M]．北京：机械工业出版社，2008．作者简介：贾月(1986一)，助理工程师，从事高压断路器相关设计及研发工作。