李美*，李林，吴益飞2，郭鹏程

(1.西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室， 陕西西安710048；2.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室， 陕西西安710049)

0 引言

密闭型电力开关柜由于绝缘部件吸潮、劣化、零件设计不良、人员误操作等问题导致出现闪络继而引发短路电弧。这时，故障电弧向外释放大量的能量，导致柜内气体内能增加，高压气体强烈地冲开室门、爆破柜体、损坏零件。伴随着高温高速气流向柜外喷射，强烈的压力、热、辐射和声效应不仅会对开关设备和周围建筑带来严重的冲击，而且也会危害运行人员的安全[1]。对内部故障电弧产生压力冲击效应的计算可为柜体结构的设计和完善提供基础数据，对柜外物体的安全性研究提供有益参考。

开关柜内部燃弧产生的压力冲击严重受故障电弧的能量平衡影响[2]。特别辐射是能量平衡中的很重要的一个损失项[2]。故障电弧发射从远红外区域到远紫外的光谱。发射的辐射不完全贡献于内部压力上升。只有被周围气体吸收的这部分辐射导致压力增加。未被气体吸收的辐射能量作用在器壁和电极上，不会贡献给压力上升。因此，辐射作为一项很重要的能量输运机理，在故障电弧的高温区域扮演着很关键的角色，也将显著影响压力上升。

目前，学者们主要采用标准计算方法[3-4]和计算流体动力学方法[5]开展故障电弧引起的压力冲击计算。然而，在上述方法中，故障电弧的流场、电磁场和辐射场之间的复杂耦合作用没有被考虑，电弧本身并没有进行具体的建模，而是被简化为孤立的热源。……