基于流固耦合方法的罐式快速真空开关波纹管与SF6气体压力配合
High Voltage Engineering（2021）
Abstract
随着电网规模扩大,短路电流超标问题不断加剧,故障限流器则是弥补上述不足的有效手段.为了保证绝缘性能的要求,用于故障限流器的罐式快速真空开关的罐内充有高气压的SF6气体,真空开关在高气压环境下,其波纹管的机械性能会受到很大的影响.为了研究波纹管在高气压下的机械性能,首先建立波纹管及其周围SF6气体的3D模型,随后采用双向流固耦合的方法以及动网格技术来研究波纹管压缩过程中SF6气体压力和流速的变化以及波纹管应力的变化.研究结果表明:当SF6气体压力为0.3 MPa时,在波纹管压缩过程中,其附近SF6气体压力增加约3.5％,流速约为15 m/s,波纹管的最大等效应力发生在波谷处,约为1 GPa.因此可以认为波谷是波纹管的薄弱部位,将决定其机械特性.通过仿真分析明确了波纹管周围SF6气体运动过程以及波纹管的薄弱部位,为进一步波纹管的设计提供理论依据.
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