船舶中壓直流配電板電纜室燃弧壓力升特性數值研究

趙云杰，姜 楠，朱 磊，劉彪

應用研究

船舶中壓直流配電板電纜室燃弧壓力升特性數值研究

趙云杰，姜 楠，朱 磊，劉彪

（武漢船用電力推進裝置研究所，武漢 430064）

本文基于電弧能量熱等效壓力升計算模型對船舶中壓直流配電板電纜室內燃弧壓力升特性進行了數值研究。計算了在不同弧壓梯度下發生燃弧故障時電纜室內的壓力升變化，仿真結果表明：在弧壓梯度25～55 V/cm范圍內，達到泄壓蓋開啟壓力時間為16～28 ms；燃弧初期壓力波傳至泄壓蓋及上部側板時間為4ms；受壓力波反射、疊加效應影響，泄壓蓋開啟后室內壓力出現二次幅值上升，上部側板二次峰值最大，建議此處安裝加強筋增強此處柜板強度。

配電板 燃弧故障 壓力升 CFD

0 引言

隨著船舶自動化和電氣化水平的不斷提高，船舶綜合電力系統總裝機容量越來越大，同時受斷路器短路電流分斷能力、發電機機組單機容量、發電機機組數量以及電纜載流量等因素的影響，船舶中壓直流配電板得到廣泛應用[1]。

抗燃弧性能是船舶中壓直流配電板基本要求[2]。配電板在實際運行中，可能存在電氣元器件絕緣老化、工作電流大、操作次數多、過載運行、接地短路、誤操作等問題引發配電板發生燃弧故障。發生燃弧時，電弧極短時間內釋放大量熱量，加熱并壓縮周圍空氣，引起室內氣體膨脹、壓力驟增最后表現為氣體爆炸形式，對設備產生強大的壓力沖波，使柜體在強壓下結構受損，甚至引發柜門、柜體發生爆裂事故，危害人員和設備安全。……