李兴文综艺 关于西安交通大学李兴文教授研究方向的文献综述
操动机构在影响断路器分断性能上具有重要的作用。永磁操动机构由永久磁铁产生的吸力使断路器保持在分合闸位置, 与弹簧操动机构相比,具有体积小、重量轻、结构简单、操作可靠、免维护、使用寿命长等优点, 因此, 在真空断路器中的应用越来越多。
应用虚拟样机技术, 首先建立了MCCB 机构运动的动力学模型, 并试验验证了模型的正确性,通过对ADAMS的二次开发, 耦合电路、电磁场和机械运动方程, 从而建立了MCCB 分断过程的仿真模型以研究其复杂的物理过程,并用实验验证了模型的正确性;然后耦合电路、电磁场和机械运动方程, 考虑电动斥力的作用, 分析了电弧电压、合闸相角、预期短路电流、机构开始动作时间及气动斥力对MCCB分断过程的影响;基于建立的仿真模型, 分析了电弧电压、合闸相角、预期短路电流、机构开始动作时间以及气动斥力对于MCCB 分断过程的影响;气动斥力对于分断特性有重要影响, 需要对其进行进一步的深入研究, 找到一种较为精确的描述方法。
考虑到ADK 机构开始运动时间ts 太迟, 会发生触头回落现象, 严重影响MCCB 的分断性能。 提出可用于MCCB 产品的分析、设计和优化的方法。操作机构打开过程中的连杆转换现象。通过对比转换位置前后连杆的机械性能,研究了连杆转换位置对操作机构性能的影响。
根据分析的结果,利用虚拟样机软件ADAMS计算了某塑壳断路器操作机构的最优连杆转换位置,达到了优化机构的目的。经过优化,使机构的打开时间缩短了1ms。通过对优化前后的机构进行实验对比,验证了仿真结果的可信性。分析结果可以为通过优化连杆转换位置提高机构性能提供方法和指导。
(3)SF6断路器
2011年11月16日发表了《SF6替代气体灭弧性能的研究进展综述》一文,李兴文的团队分析了国内外SF6替代气体灭弧性能方面的研究现状,开始在这一领域逐步深入,为新型高压电器的研发提供理论依据和技术支持。
SF6 断路器,是用SF6气体作为灭弧和绝缘介质的断路器。它与空气断路器同属于气吹断路器,不同之处在于:工作气压较低;在吹弧过程中,气体不排向大气,而在封闭系统中循环使用。 为了建立气体断路器数字化设计方法及仿真平台,作者从物理实验及数学模型方面着手,开展了大量的实验。
实验结果表明:1、不同长度的喷口结构,临界压力比不同,当上下游压力比低于临界值时,喷口中产生激波,反之则无激波产生;激波的位置随着压力比以及喷口的长度而变化;当喷口下游气体始终处于超音速流动时,出口压力与设定值无关,仅随着入口压力的增加而增大.
此外,有效地导入气体属性能够降低数值仿真中的误差,提高仿真结果的精度。2、基于真实气体模型(user-defined real gas model)UDRGM建立的SF6断路器冷态气流场分析新方法可有效地提高计算精度,也为热态气流场的研究提供了基础。
3、为判断电击穿能力,需要根据电弧过零时灭弧室内的每一点的压力和温度值,确定对应点的临界击穿场强分布Ec,同时计算在暂态恢复电压作用下灭弧室内的电场分布Ea,然后通过比较灭弧室内各处Ea和Ec的值,就可以判断出灭弧室内不同区域电击穿几率的大小。
这些结论对于辅助高压SF6断路器灭弧室的设计和优化有很大的作用。
同时也对辐射模型以及湍流模型进行了讨论。喷口烧蚀效应通过增加独立的PTFE蒸汽质量守恒方程来考虑,从而构成了考虑喷口烧蚀效应的完备的控制方程组。这一控制方程组构成了SF6断路器开断过程大电流阶段的计算机仿真的基本数学模型。
