电弧故障时分体式有载分接开关结构失效风险仿真研究

摘要

为研究新型分体式有载分接开关(OLTC)电弧故障时的应力分布并验证其布置可靠性，基于电弧能量和电弧故障的产气特性，计算了电弧故障起始过程的冲击压力与气泡膨胀阶段的压力；进而建立电弧故障的压力波传输模型，采用声固耦合仿真方法对压强场-应力场的耦合作用进行计算，实现了流体压力波与固体弹性波的相互转换；同时构建分体式OLTC内部燃弧故障的压力传播模型，得到了切换油室和分体油箱的内部压强和结构应力分布特征。计算结果表明：电弧故障后油室顶部和底部的压强峰值分别为1.59、2.95 MPa,对应的油室顶部和底部结构的应力峰值分别为90、440 MPa,明显存在油室底部开裂风险；在油室底部泄漏的情况下，油箱顶部应力峰值超过250 MPa会造成油室底部破坏，从而严重威胁油箱结构的可靠性。相关结论可为分析OLTC油室结构破裂故障和完善新型OLTC分体式布置的设计提供理论依据。

关键词

有载分接开关 / 电弧故障 / 分体式布置 / 应力分布

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2021YFB2402100)