24 / 2021-05-24 18:13:56
爆炸性环境电感分断建弧机理及影响因素分析
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张颖 / 西安科技大学
赵永秀 / 西安科技大学
田江晖 / 西安科技大学
摘要:研究爆炸性环境电感分断放电建弧机理是解决本质安全型电感电路分断放电问题的有效手段,对推广应用本安型电气电子设备具有重要意义。基于IEC安全火花试验装置的电感分断放电宏观试验研究,建立CH4-Air混合气体电感分断建弧过程的电子漂移扩散模型和非电子组分重物质输运模型,获得该建弧过程中各粒子密度、极间电势、电子温度、空间电荷和活性自由基粒子随时间的演变规律,揭示电感分断建弧机理及阴极鞘层形成机制;探究极间距离和外加电压对电感分断建弧过程的影响规律。数值模拟结果表明:空间电场畸变是形成阴极鞘层的主要原因;该区域内电子能量、正离子生产速率和电子密度的增大对建弧过程起主要作用;CH4-Air混合气体电离之前,平均电子能主要取决于极间电压,极间距对其影响很小。



关键词:爆炸性环境 电感分断放电 建弧机理 空间电荷 阴极鞘层



AbstractThe study of the Inductor-Disconnected Discharge arc in an explosive environmental is an effective means to solve the problem of intrinsically safe inductive circuit split-off discharge, which is of great significance to the promotion and application of intrinsically electrical and electronic equipment. Based on the macro-test study of inductor division and discharge of IEC safety spark test device, an electronic drift diffusion model and a non-electronic component heavy material transport model of CH4-Air mixed gas inductor division and arcing process were established to obtain the particle density and The evolution law of interpolar potential, electron temperature, space charge and active free radical particles over time reveals the mechanism of inductive division and arc construction and the mechanism of cathode formation, and explores the influence of interpolar distance and added voltage on the process of inductive division and arc construction. The numerical simulation results show that space electric field distortion is the main cause of the formation of cathode layer, the increase of electron energy, positive ion production rate and electron density in this region plays a major role in the arcing process, and before CH4-Air mixture ionization, the average electron energy mainly depends on the interpolar voltage, and the polar spacing has little effect on it.



keywordsExplosive environment;Inductor-Disconnected-Discharged;arcing mechanism; space charge;cathode sheath.

 
重要日期
  • 会议日期

    07月16日

    2021

    07月18日

    2021

  • 06月05日 2021

    初稿截稿日期

  • 07月18日 2021

    注册截止日期

主办单位
中国电工技术学会电接触及电弧专业委员会
中国电工技术学会输变电设备专业委员会
中国电工技术学会工程电介质专业委员会
中国电机工程学会变电专业委员会
中国电工技术学会等离子体及应用专委会
IEEE PES电力开断技术委员会(筹)
IET英国工程技术学会西安分会
承办单位
西安交通大学电气工程学院
西安高压电器研究院有限责任公司
电力设备电气绝缘国家重点实验室
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