電力中央研究所

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電力中央研究所 報告書(電力中央研究所報告)

報告書データベース 詳細情報


報告書番号

W02013

タイトル(和文)

長ギャップ直流フリーアークの挙動シミュレーション手法の開発(その2) --2000A級スポット固定アークのシミュレーション手法の提案--

タイトル(英文)

Development of Simulation Method of D.C. Free Arc Behavior in Long Gap (Part2)- Proposal of simulation method for 2000A class arc with fixed arc spots -

概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)

長ギャップフリーアークの挙動シミュレーション基礎モデルが,これまでに構築されている。本モデルでは,アークコラムを微小間隔の節点の連続とみなし,その節点を操作してコラム挙動を表現する。この操作では,アークコラムの連続移動と部分短絡が考慮されており,これらの現象のモデル化では,次の2つのパラメータが導入されている。すなわち,(1)アークコラムの移動速度とローレンツ力の作用を結びつける係数,および(2)アークコラム間での部分短絡が発生するか否かを,アークコラム中の任意の2地点間での電位差と直線距離との比から判断する際のしきい値,である。 本報告では,まず,アークコラムの伸びと拡がりとの比率に着目して,パラメータ値がシミュレーション結果に及ぼす影響を明らかにしている。そして,この特徴を用いて,実際の挙動との比較から,これらパラメータ値を,適切に選定する手法について述べている。

概要 (英文)

Free arcs that have no restrictions such as a stabilizing wall or forced external flow show complex motion. Undesirable fault arcs on transmission and distribution lines are mostly in a state of free arc, and may increase damage to the surrounding apparatus due to their complex behavior. Therefore, a simulation tool for the forecast of the dynamic behavior of fault arcs should prove very useful in the design of power apparatus. A basic simulation model for three-dimensional behavior of free arcs in long gap has been already constructed in our former work. In this model, the free arc column was assumed to be a chain of many nodes separated by very short intervals and the behavior of the free arc column is expressed by the operation of these nodes. In this operation of the nodes, both the continuous motion of an arc column and the partial short were taken into account. To describe the modeling of these phenomena, the following two special parameters were introduced. These are, (1) the coefficient which brought about a relationship between the velocity of continuous motion of arc column and the effect of the Lorentz force, and (2) the threshold to judge whether the partial short between two any parts of an arc column occurs or not using a ratio of the partial arc voltage between two any parts of arc column to the corresponding straight distance. In this report, at first, the influence of the special parameters on the simulation results was examined, paying attention to the relationship between the length increase and the expansion of the arc column. Next, a method that can estimate two special parameters uniquely from comparing with the actual characteristics of arc column behavior was constructed. The simulation results over a period of 0.3s using estimated two special parameters, which were calculated under conditions of a gap of 1.6m and a current of 100, 500 and 2000A, showed similar column behavior to actual characteristics.

報告書年度

2002

発行年月

2003/03

報告者

担当氏名所属

田中 慎一

横須賀研究所電力部

砂辺 欣也

横須賀研究所電力部

キーワード

和文英文
アーク挙動 Arc behavior
シミュレーション Simulation
モデル化 Modeling
フリーアーク Free arc
故障アーク Fault arc
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