《基於SF6穩態分解產物的斷路器電壽命評估機理的研究》是依託西安交通大學，由楊愛軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於SF6穩態分解產物的斷路器電壽命評估機理的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊愛軍
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
SF6電弧對觸頭的燒蝕作用是影響SF6斷路器電壽命的主要因素，揭示SF6電弧和觸頭相互作用的機理，並獲得SF6電弧穩態分解產物與觸頭燒蝕之間的關係是SF6斷路器電壽命評估的關鍵基礎問題。針對SF6斷路器電壽命評估所面臨的困難，本項目從SF6電弧與觸頭的作用機理出發，提出一種採用SF6電弧穩態分解產物評估斷路器電壽命的方法。首先，建立考慮觸頭燒蝕的SF6電弧雙溫度模型，結合實驗，研究影響觸頭燒蝕的關鍵因素，揭示SF6電弧與觸頭的作用機理，闡釋觸頭燒蝕和斷路器電壽命間的內在聯繫；其次，建立SF6電弧熄滅後的0維化學動力學模型，結合實驗，研究SF6電弧穩態分解產物的演化規律，闡釋SF6電弧穩態分解產物和觸頭燒蝕的內在聯繫；最後，獲得SF6電弧穩態分解產物和斷路器電壽命的內在關係，為斷路器電壽命評估提供一種全新的思路。
結題摘要
觸頭燒蝕是影響斷路器電壽命的關鍵因素，本項目通過研究SF6電弧燃弧過程觸頭燒蝕機理和熄弧後SF6穩態分解產物的演化規律，並輔助光譜儀和色譜儀測試手段，探索觸頭燒蝕量跟SF6斷路器電壽命的對應關係和SF6穩態分解產物跟觸頭燒蝕量的內在聯繫，從而提出根據SF6穩態分解產物評估SF6斷路器電壽命的新方法。首先，建立雙溫度SF6-Cu金屬蒸汽電弧電漿物性參數計算模型，獲得統計熱物理屬性（包括：密度、比熱、比焓、比熵、聲速等）、輸運係數（包括：電導率、熱導率、粘性係數）、混合擴散係數等電弧電漿雙溫模型所須的基礎數據。建立高壓SF6斷路器開斷過程的動態電弧模型，研究滅弧室內電弧的運動特性、銅蒸氣濃度分布情況。採用高速攝影儀測量SF6電弧運動特性，採用光譜儀測量金屬蒸汽的發射光譜強度獲得SF6電弧溫度特性驗證SF6電弧2維雙溫度模型的可靠性，並揭示SF6電弧和觸頭之間物質能量交換機理，定量闡釋觸頭燒蝕跟斷路器電壽命之間的關係。其次，全面獲取SF6電弧熄滅後電漿中相關粒子、化學反應和化學反應率，建立SF6電弧熄弧後0維化學動力學模型，對SF6電弧熄弧後滅弧室溫度、壓力和穩態分解產物的時間演化規律進行定量計算分析。採用壓力感測器測量SF6電弧熄滅後壓力變化特性，採用光譜儀測量金屬蒸汽的發射光譜強度獲得SF6熄滅後溫度變化特性，採用色譜儀測量SF6熄滅後穩態分解產物（SO2、SOF2、SO2F2和H2S等）的演化規律，從而驗證SF6電弧熄弧後0維化學動力學模型的可靠性，並研究不同觸頭燒蝕情況下SF6穩態分解產物（SO2、SOF2、SO2F2和H2S等）的演化規律，定量闡釋SF6穩態分解產物跟觸頭燒蝕之間的關係。 最後，揭示SF6穩態分解產物跟SF6斷路器電壽命之間的內在聯繫，為根據SF6穩態分解產物評估斷路器電壽命奠定理論基礎。
