摘要
短路电流超标已成为制约中国电网负荷增长和电网发展的突出问题,短路电流冲击严重影响高压断路器运行的稳定性,针对以上问题,开展了短路电流冲击下断路器动静触头电磁场仿真分析.首先,利用SolidWorks构建出高压断路器动静触头三维模型,通过理论推导得出不同短路电流下霍尔姆力和洛伦兹力的变化规律;其次,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysic对动静触头在不同电流下电磁场进行了建模与分析,得到了洛伦兹力的分布规律;最后,对高压断路器在短路电流冲击下的电磁场进行了研究,探究触头系统在不同电流冲击和动触头不同开距下的电磁场分布情况,验证了理论推导的正确性.仿真结果证明,触头系统最大电流密度区域出现在触指与动触头接触点附近;触头系统最大磁通密度区域出现在触指与动触头接触点附近和触头形状突变附近;当短路故障电流大于50 kA时,断路器有分合闸失败的风险.研究成果对高压断路器在短路工况下稳定可靠工作具有一定的指导意义.
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