摘要：爆炸活塞式高速开断装置的炸药腔室结构直接影响混合型限流熔断器的动力、电气性能,不合理的结构会使动子获得的动能降低,导致分断能力下降甚至分断失败。针对此问题,以LS-DYNA为仿真平台建立了非线性动力学模型,对炸药腔室的结构进行了研究,得到了冲击波在炸药腔室内的传播规律,并分别分析了炸药与活塞距离、活塞半径、药腔半径对开断性能的影响,结果表明炸药腔室结构参数存在最优值。最后设计了额定900 V/1 000 A的装置样机进行了分断特性和短路开断试验,试验中开断器动子位移与仿真一致,样机成功分断了预期峰值40 k A、电流上升率12 A/μs的短路电流,机械刚分时间为84μs,短路电流峰值被限制在22.7 k A,表明仿真模型与相关研究结论可用于指导爆炸活塞式高速开断器的结构优化设计。

摘要：针对高温环境及大电流要求,对混合型限流熔断器的关键部件-大电流高速开断器开展了研究。说明了爆炸活塞式高速限流开断装置的结构及工作原理,采用ANSYS有限元分析软件,建立了热电耦合模型,对温升进行仿真。推导了爆炸活塞式开断器可靠分断所需药量的计算公式;基于研究所得出的结论,研制了DC320V/2 500 A原理样机,进行了温升实验,样机在额定通流下炸药装药位置温升29 K,满足高温环境应用要求。设计了相关试验测试线路,完成了实际爆炸分断时间测试,试验结果表明,药量计算准确,开断器样机分断时间约为110μs,能满足电力系统短路限流分断要求。