SF6アークプラズマ-固体電極相互作用のモデリングと電磁熱流体解析

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SA10059

グループ名: 【B】電力・エネルギー部門 静止器研究会

発行日: 2010/06/28

タイトル：SF₆アークプラズマ-固体電極相互作用のモデリングと電磁熱流体解析

タイトル(英語): Numerical simulation of SF₆ arc plasmas involving interactions with electrodes

著者名: 田中 康規(金沢大学),鈴木 克巳(東芝)

著者名(英語): Tanaka Yasunori(Kanazawa University),Suzuki Katsumi(Toshiba Corporation)

キーワード: ＳＦ６アーク|遮断器|電極|蒸気混入|電磁熱流体解析|SF6 arc|circuit breaker|electrode|contaminated vapor |Numerical thermofluid simulation

要約(日本語): SF6ガス遮断器において，電流遮断時には電極間にアークプラズマが発生する。この高温アークが電極材料と不可避的に接触するため，その接触面では電極の急激な温度上昇により溶融と強い蒸発が生じる。その噴流や電極材料蒸気の特性が，アークの熱力学特性・輸送特性に大きな影響を与え，さらには遮断器の遮断性能にも影響を与える可能性もある。本報告においては，電子放出現象，電極の溶融・蒸発現象を考慮したSF6アークの過渡現象モデルの構築を試みた。テストケースとして，電流を波高値1000 A，周波数50 Hzの交流半波電流と想定した。本計算により，点弧後の電極からの銅蒸気ジェットの噴出，その後の銅蒸気の輸送現象，温度変化などが得られた。

要約(英語): Numerical thermofluid modelling of SF$_6$ arc plasmas was made involving interactions with electrodes. Generally, it is well known that electrode material are contaminated with arcs, which can affect the interruption capability of a circuit breaker. In the developed model, copper is considered as a electrode material. Evaporation phenomena of the copper cathode and copper anode and redeposition of evaporated copper on the electrode were also taken into accout. Transient distributions of the temperature and the copper mass fraction were simulated for the half cycle of a 1 kA-50 Hz alternative electric current as a test case. The developed model predicted that the temperature and gas flow fields were much influenced by evaporation effects.

原稿種別: 日本語

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