真空斷路器電磁-溫度多物理場耦合仿真
案例概括
真空斷路(lu)器(qi)(qi)依靠(kao)其(qi)(qi)滅(mie)弧(hu)(hu)(hu)介質和滅(mie)弧(hu)(hu)(hu)后(hou)觸(chu)(chu)頭(tou)間隙的(de)(de)(de)絕緣介質都是高(gao)真空而得(de)名;其(qi)(qi)具有體(ti)積小、重量輕、頻繁操作(zuo)、滅(mie)弧(hu)(hu)(hu)不用(yong)(yong)檢(jian)(jian)修的(de)(de)(de)優點(dian),在(zai)配電(dian)(dian)網中應用(yong)(yong)較為普(pu)及(ji)(ji),特別適用(yong)(yong)于(yu)要求無油化(hua)、少檢(jian)(jian)修及(ji)(ji)頻繁操作(zuo)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)場所,是電(dian)(dian)氣與(yu)電(dian)(dian)網設(she)備(bei)中的(de)(de)(de)常用(yong)(yong)設(she)備(bei)。其(qi)(qi)工(gong)作(zuo)原理為:當動、靜觸(chu)(chu)頭(tou)在(zai)操作(zuo)機構(gou)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)下分(fen)(fen)(fen)閘(zha)時(shi),觸(chu)(chu)頭(tou)間產生電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu),觸(chu)(chu)頭(tou)表(biao)面在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下揮發(fa)出蒸汽(qi),由于(yu)觸(chu)(chu)頭(tou)設(she)計為特殊形(xing)狀,在(zai)電(dian)(dian)流(liu)通過時(shi)產生一磁(ci)場,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)在(zai)此磁(ci)場作(zuo)用(yong)(yong)下沿觸(chu)(chu)頭(tou)表(biao)面切線(xian)方向快速運動,在(zai)金屬(shu)(shu)圓筒(tong)(屏蔽罩)上凝結了部分(fen)(fen)(fen)金屬(shu)(shu)蒸汽(qi),電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)在(zai)自然過零(ling)時(shi)就熄(xi)滅(mie)了,觸(chu)(chu)頭(tou)間的(de)(de)(de)介質強度(du)又迅(xun)速恢復起來。為計算(suan)真空斷路(lu)器(qi)(qi)在(zai)合閘(zha)情(qing)況(kuang)(kuang)下,當流(liu)過大電(dian)(dian)流(liu)時(shi),斷路(lu)器(qi)(qi)各個部件(jian)的(de)(de)(de)發(fa)熱情(qing)況(kuang)(kuang),以及(ji)(ji)在(zai)工(gong)況(kuang)(kuang)穩定下來時(shi)的(de)(de)(de)具體(ti)溫(wen)(wen)度(du)分(fen)(fen)(fen)布情(qing)況(kuang)(kuang),本文以一臺真空斷路(lu)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)三維模型為例,采(cai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)磁(ci)和流(liu)體(ti)溫(wen)(wen)度(du)耦合計算(suan)方法,具體(ti)分(fen)(fen)(fen)析其(qi)(qi)上述情(qing)況(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)分(fen)(fen)(fen)布。
項目挑戰
1.該物理模型復雜,需要進行一定程度的簡化;
2.模型為三維模型,曲面較多,網格剖分需要一定的處理;
3.電磁計算模型和溫度計算模型需要雙向耦合,保證數據雙向傳遞。
解決方案
1.對模型中對計算結果影響不大的部分進行簡化;
2.借用feedback進行電磁和溫度計算的雙向數據傳遞的驅動和控制;
用戶價值
1.采用多物理場耦合計算方法能夠有效實現真空斷路器電磁-溫度場的模擬與分析;
2.通過計算的結果,充分掌握整個斷路器的三維溫度分布,評估此類設計的優劣,方便以后設計的改進和優化。