之前讨论了双断点与单断点之间的区别,前者优势在于电弧分断能力强,但产品设计受限于导电杆与搭配的灭弧室的空间布局。本次模拟对象为平行双断点灭弧系统,通过绘制简单的二维导电回路与灭弧栅片,定量研究电弧在稳定的磁场下,在空气域里面的运动情况;
电弧在数值模拟时,假设为磁流体,在运动的过程中受到洛仑磁力、压力、惯性力及粘性阻力等,因此对产品的空间设计尤为重要,如出口位置的摆放、动导电杆的分断速度、灭弧栅片布置方式及跑弧道设计等。
本次模拟采用的几何如下图所示:
基本参数设置:
分断速度:15mm/ms;
初始温度:300K;
外电路:220V, 0.5Ω;
背景磁感应强度:50mT;
模拟时间:3ms;
模拟结果:
电弧温度随时间变化
速度场分布
电弧电势随时间分布
从最后一张图可以看出,电弧刚开始被击穿,动静触头之间的电压迅速下降,当电弧被拉长时,电弧电压开始上升;当动导电杆停止运动时(0.6ms),在电弧被推进灭弧室过程中,电弧电压变化不怎么明显;最后电弧被栅片分割成多段时,电弧电压显著上升,直至达到外电路总电压使其强制熄灭;
本次模拟也受个人研究水平限制,存在一些不足的地方,仅供参考;