شبیه سازی و تحلیل تاثیر شکل الکترودها بر انرژی و میدان الکتریکی قوس در برقگیرهای چند محفظه ای

در شبکه های الکتریکی به منظور حفاظت در برابر اضافه ولتاژهای صاعقه، حضور برقگیرها امری ضروری است. در سالها ی اخیر، شرکت استریمر، نسل جدیدی از برقگیرها را تحت عنوان برقگیرهای هوشمند یا برقگیرهای چند محفظه ای (MCA) مجهز به سیستم خاموش کننده قوس، معرفی نموده است. این برقگیرها معمولا در رده ولتاژ ۳۵-۳ کیلوولت و به منظور حفاظت از شبکه های فشار متوسط کاربرد دارند. از آنجاییکه در این برقگیرها، تخلیه قوس الکتریکی در هوا صورت می گیرد لذا نیازی به سیستم زمین مستقل وجود ندارد. در این مقاله با استفاده از روش اجزا محدود، مدلسازی دو بعدی از یک محفظه ی برقگیر چند محفظه ای ۲۰ کیلوولت، به منظور مطالعات میدان الکتریکی و انرژی قوس الکتریکی، انجام شده است. در فرآیند شبیه سازی، به منظور ارزیابی دقیق تر از رفتار پلاسمای قوس الکتریکی در محفظه تخلیه، تئوری هیدرودینامیک مغناطیسی (MHD) در نظر گرفته شده است. همچنین دو پارامتر مهم کاری، از جمله میدان الکتریکی و شار انرژی قوس الکتریکی، با توجه به نقش مهم و تعیین کننده آنها در فرآیند تخلیه قوس الکتریکی و عملکرد این نوع برقگیر، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. از اینرو حسب شکل های مختلفی از الکترودها (کروی، استوانه ای و مخروطی) مطالعات لازم بر روی این پارامترها انجام شده است. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی ها، در برقگیرهای با الکترود مخروطی، ماکزیمم میدان الکتریکی قوس در درون محفظه تخلیه و شار انرژی قوس در دهانه محفظه تخلیه نسبت به سایر مدل ها، بیشتر بوده و لذا برقگیر از لحاظ فنی عملکرد بهتر و سریع تری خواهد داشت.

کلیدواژه ها:

برقگیر چند محفظه ای ، شکل الکترود ، پلاسمای قوس الکتریکی ، میدان الکتریکی قوس ، شار انرژی قوس