【摘 要】
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高压断路器作为最重要的一类电气设备，是电力系统中不可缺少的开关电器之一，因此研究高压断路器是十分必要的。考虑到高压SF断路器的开断特性是衡量断路器性能的重要技术指标，而开断特性的研究涉及到机构动力学、气流场和电场的大量计算，耗时巨大成为喷口优化的瓶颈问题，解决此问题须研究一些有效措施。本文给出了两种措施其一是在介质恢复特性的数值模拟上采用机构动力学、气流场、电场的耦合计算；其二是在耦合数值模拟中采
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高压断路器作为最重要的一类电气设备，是电力系统中不可缺少的开关电器之一，因此研究高压断路器是十分必要的。考虑到高压SF<,6>断路器的开断特性是衡量断路器性能的重要技术指标，而开断特性的研究涉及到机构动力学、气流场和电场的大量计算，耗时巨大成为喷口优化的瓶颈问题，解决此问题须研究一些有效措施。本文给出了两种措施其一是在介质恢复特性的数值模拟上采用机构动力学、气流场、电场的耦合计算；其二是在耦合数值模拟中采用并行计算技术。
在耦合计算中，操动机构每一步计算的输出作为气流场的入口边界条件；在完成气流场的一步数值计算后求得的压气室接近入口处的气压作为操动机构下一步数值计算的反力，实现了液压操动机构与灭弧室内气流场的耦合计算。
在并行计算的研究中，构建了以两台和三台计算机构成的并行机群系统，根据对SF<,6>高压断路器介质恢复特性数值模拟所涉及的数值计算性质，研究了并行计算的环境问题、数据通讯问题、网格剖分对并行计算的影响等问题、负载匹配及平衡与不平衡负载对计算效率的影响等问题。研究结果表明，并行计算时，对252kV高压SF<,6>断路器空载开断下气流场的数值模拟这样的计算任务来说，采用主频为3.0G、内存为1.0G的两台计算机构成的并行计算系统是较为合适的。
SF<,6>高压断路器介质恢复特性取决于开断过程中气流场与电场的分布，为了提高介质恢复特性的计算精度、避免插值计算，应该使电场与流场的数值计算采用同一套网格,为此对GAMBIT输出的网格，仿效FLUENT的动网格技术，并将四边形网格转换成三角形网格，使之能被计算电场的有限元程序使用。流场计算输出网格节点上的压力，电场计算输出网格节点上的电场强度，然后在场域节点上计算压力与电场强度的比值，经比较找出节点上此比值的最小值，再根据介质恢复特性强度公式计算击穿电压。
采用可视化的方法可以将本文耦合+并行数值计算执行过程中的各计算参数直观而清晰地实时性显示出来，计算者可以随时观察各计算参数的变化进程。
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