清华 李宇航High Voltage：特高压变压器交流升高座内部电弧故障的压力产生特性与机理

本文针对特高压变压器交流升高座内部电弧故障的压力产生特性与机理展开研究。背景方面，特高压变压器容量大、结构复杂，内部电弧故障易引发爆燃事故，但长期以来缺乏大电流试验验证与多物理场耦合仿真分析。研究目的旨在揭示电弧电流与弧长对压力产生的影响机制，为防爆设计提供理论依据。研究团队搭建全尺寸试验平台，开展5 kA至40 kA、100 mm与200 mm弧长下的油中电弧试验，并结合多物理场耦合仿真模型进行验证。结论表明：40 kA电弧可产生超1.58 MPa压力波；弧长对压力的影响显著大于电流，因其同时提高放电功率与产气效率；压力上升过程分为瞬态快速上升、气泡脉动和准平衡三阶段。研究填补了特高压等级升高座电弧压力数据空白，为防爆设计提供了试验与理论支撑。