黎 鹏，阮江军，黄道春，徐国顺，龙明洋，魏梦婷

封闭容器内部短路燃弧爆炸压力效应计算＊

黎 鹏1，阮江军1，黄道春1，徐国顺2，龙明洋1，魏梦婷1

（1.武汉大学电气工程学院，湖北 武汉430072；2.海军工程大学电气工程学院，湖北 武汉430033）

中压开关设备内部短路燃弧爆炸对设备、建筑物以及工作人员的安全带来了严重威胁。为提出合适的数值计算方法对短路爆炸引起的压力效应进行计算，对开关设备内部短路燃弧的能量平衡机制进行了分析；通过分析燃弧过程的热－力效应，提出了基于CFD法的间接耦合分析方法，并开展了实际封闭容器内部短路燃弧实验验证了算法的可行性。研究结果表明：实验测量与模拟计算获得的平均压强仅相差2%左右；电弧尺寸对压力升的影响较小；封闭容器内部压力升随电弧能量的增大近似线性增大；安装负压室后燃弧室的压强可降低60%左右，因此，增设负压室可有效抑制开关设备内部短路爆炸引起的压力升。

开关设备；内部短路燃弧；封闭容器；CFD；压力升

中压开关设备距居民区较近，操作频繁，其安全问题相比其他高压开关设备更应重点关注［1］，特别是内部电弧故障引起的爆炸事故时有发生［2］。据不完全统计，全国平均每年因手车柜电弧短路故障烧毁的开关柜多达200多个［3］；据德国精密机械和电工技术职业协会的事故统计表明，电弧故障引起的事故约占电流事故的25%［4］，可见电弧故障为中压开关设备中不可忽视的一大安全隐患，一旦发生，其产生的高压及高温效应将对工作人员、设备以及建筑物的安全造成巨大威胁［5－6］。……