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SF6高压断路器灭弧室气流场数值与试验研究的开题报告
摘要：
SF6高压断路器是电力系统中主要的开关设备之一，灭弧室气流场是其重要的性能之一。本文拟利用数值模拟方法与试验研究的方式，对SF6高压断路器灭弧室气流场进行研究。本文详细介绍了高压断路器及气流场研究背景和意义，并对该研究的主要思路和方法进行了说明。本文计划采用CFD软件建立数学模型，对灭弧室气流场进行数值模拟分析，并进行试验验证，以期获得高精度的灭弧室气流场分布以及其相关的物理参数，从而为灭弧室的设计和优化提供理论依据。
关键词：SF6高压断路器；灭弧室气流场；数值模拟；试验研究
1.研究背景和意义
高压断路器是电力系统中非常重要的设备，用于控制和保护电能传输系统。在高压断路器中，灭弧室是其最核心的部分。灭弧室的主要作用是将在开断过程中产生的电弧灭掉。因此，灭弧室的设计和性能直接影响断路器的安全性和可靠性。现阶段，SF6高压断路器是广泛应用于各种电力系统中的一种重要的开关设备。在高电压下，灭弧室内的电弧会引起气体的局部钝化和温度上升，从而影响灭弧室的气流场，加剧电弧的燃烧和气体挥发引起的局部冲击波和噪声问题。为了解决这些问题，灭弧室的气流场需要进行深入的研究和优化。
本文旨在对SF6高压断路器灭弧室气流场进行研究，从数值模拟和试验验证两个方面进行探究。通过对灭弧室的气流场进行数值计算和试验研究，可以获得较为准确的气流场分布和物理参数，为灭弧室的设计和优化提供理论依据。
2.研究思路和方法
本文计划采用CFD（ComputationalFluidDynamics）软件建立数学模型，对灭弧室的气流场进行数值模拟分析。在数值计算的过程中，需要将流场分成网格，利用Navier-Stokes方程求解气体在灭弧室内的流动状态。通过分析气流场温度、速度、压力等参数，可以获得灭弧室内较为准确的气流场分布情况，为灭弧室的设计和优化提供有效的参考依据。
在数值模拟的基础上，还需要进行试验研究以验证数值模拟的准确性。试验研究主要通过实验室内的热流模拟实验和真实环境下的现场试验两种方式进行。在实验室内进行的热流模拟实验主要是通过模拟灭弧室内的气流场，测量温度和压力等物理参数，以验证数值模拟结果的准确性。而在真实环境下的现场试验主要是在SF6高压断路器的实际工作环境下进行，采取Sensors测量压力、温度、流量等参数，通过比对实验数据和数值模拟结果的差异，验证数值模拟结果的准确性。
3.预期结果和研究贡献
通过本文的数值模拟和试验研究，可获得较为准确的SF6高压断路器灭弧室气流场分布和各项物理参数，从而为灭弧室的设计和优化提供有效的参考依据。本文的研究成果将有助于提高SF6高压断路器的安全性和可靠性，为电力系统的工作提供更好的保障。
参考文献：
1.高霞，余成林，夏丽红.高压断路器灭弧室流场研究综述[J].电力系统保护与控制，2012(1):34-38.
2.李明，林超.高压电器灭弧室内气动流场研究[J].电网技术，2011，35(12):1-6.
3.唐志雄，张其红，张红星.SF6高压断路器灭弧室内流场数值模拟技术研究[J].电力系统保护与控制，2013(24):161-165.