Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка методики расчёта приэлектродных процессов в электрической дуге повышенного давления на примере мультикамерного разрядника 35 кВ». Данная работа посвящена исследованию дугового разряда и учету приэлектродных процессов в математической модели разряда в искровом промежутке мультикамерного разрядника РМКЭ-35 кВ. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Разработка и валидация математической модели дугового разряда с учетом приэлектродных процессов в среде COMSOL Multiphysics. 2. Включение в математическую модель синтетической электрической схемы ГИН и колебательного контура для учета воздействия на разрядник импульсного тока молнии и сопровождающего тока сети. 3. Численное моделирование дугового разряда в геометрии РМКЭ-35 с учетом приэлектродных процессов. 4. Оценка предсказательной способности численной модели. Работа проведена на базе АО «НПО «Стример», где собиралась значительная часть фактического материала: результаты экспериментальных исследований и параметры разрядника РМКЭ-35. Были проведены расчеты, показывающие наглядно, как учет приэлектродных падений приближает расчетную кривую напряжения дуги к экспериментальным значениям. Также была оценена предсказательная способность численной модели и тепловые потоки на анод и катод. Анализ проводился методом математического моделирования с помощью программного обеспечения COMSOL Multiphysics. Результаты данной работы могут быть использованы для учета приэлектродных процессов в математических моделях дугового разряда.

The subject of the graduate qualification work is "Development of a methodology for calculating near-electrode processes in a high-pressure arc using the multi-chamber arrester for overhead power line 35 kV". The given work is devoted to studying features of the arc discharge and taking into account the near-electrode processes in the mathematical model of the discharge in the multi-chamber arrester "LLPD dM35z". The research set the following goals: 1. Development and validation of a mathematical model of an arc discharge taking into account near-electrode processes in the COMSOL Multiphysics environment. 2. Inclusion in the mathematical model of the synthetic circuit of the pulse generator and the oscillatory circuit for modeling influencing of the pulsed lightning current and the accompanying current of the power grid on the arrester. 3. Numerical simulation of an arc discharge in the "LLPD dM35z" geometry taking into account near-electrode processes. 4. Evaluation of the predictive ability of the numerical model. The work was fulfilled on the premises of Streamer Electric AG, which included collection of factual materials, i.e. results of experimental studies and parameters of the "LLPD dM35z". The calculations show how taking into account near-electrode drops leads to a better match of calculated curve with the experimental value of the arc voltage. During the study an assessment of predictive ability of mathematical model was made. Also, there were evaluated heat fluxes at the anodes and cathode surface. The analysis was conducted by the method of mathematical modeling with the use of COMSOL Multiphysics software. The results of this work and the mathematical model of the discharge chamber can be used for further studies to take into account near-electrode processes in mathematical models of an arc discharge.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ДУГОВОГО РАЗРЯДА И ПРИЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В МКС
  • 1.1 Представление структуры пространства вблизи электродов
    • 1.1.1 Катодный слой
    • 1.1.2 Анодный слой
  • 1.2. Анализ современных исследований на тему приэлектродных областей.
• ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДУГОВОГО РАЗРЯДА С УЧЕТОМ ПРИЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
  • 2.1. Простейшая модель электрического разряда
    • 2.1.1 Постановка задачи
    • 2.1.2 Результаты моделирования
  • 2.2. Модель с малым разрядным промежутком и малым импульсом тока
    • 2.2.1 Постановка задачи
    • 2.2.2 Результаты моделирования
  • 2.3. Модель с малым разрядным промежутком и током индуктированного перенапряжения
    • 2.3.1 Постановка задачи
    • 2.3.2 Результаты моделирования
• ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИСКРОВОГО РАЗРЯДА С УЧЕТОМ ПРИЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ГЕОМЕТРИИ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА РМКЭ-35 В СРЕДЕ COMSOL MULTIPHYSICS
  • 3.1. Постановка задачи
  • 3.2. Результаты моделирования
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
• Приложение 1