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摘要
12 kV喷射式熔断器是10 kV配电网中最常用的一种短路保护开关，能在规定时间内切断电源以保护设备。熔断器在开断故障电流时，熔管内产生的高气压会对关键部件形成较大的冲击力，导致结构损坏、开断失败。建立12 kV喷射式熔断器多物理场耦合电弧数学模型，计算得到在开断额定短路电流12.5 kA时，不同电弧缩短杆尺寸的熔管内压强变化曲线。基于气流场计算结果，对熔断器进行三维瞬态动力学仿真，探明不同缩短杆对熔断器动力学特性的影响规律，综合分析结构整体应力分布，确定结构薄弱环节。研究结果表明：在12.5 kA电流开断条件下，随着电弧缩短杆长度变长，熔管内压强逐渐变小；在强大冲击力作用下，熔断器应力最大值主要集中在触头片、弹簧和下支撑件三个关键部件上，电弧缩短杆为150 mm时的应力分布优于其他两种情况。研究结果可为之后改进熔断器结构提供理论依据，尽量避免因熔断器自身结构问题而导致的停电问题和大面积跳闸。
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单位沈阳工业大学; 国网辽宁省电力有限公司
