小型断路器由于结构紧凑,无外界横向磁场施加,其通常采用气吹法灭弧,即在动静触头间放置产气材料,借助产气材料受热分解产生的气体,推动电弧进入灭弧室灭弧。考虑电弧的复杂性,对灭弧栅片进行了简化,采用Comsol对比研究电弧进入不同形式的灭弧栅片熄弧过程。
采用论文[1]的物理模型,外加恒压源E=200V,外电路电阻R0=0.4Ω,研究电弧起弧到灭弧整个过程,其他边界条件如触头速度采用估测值计算。计算开始前,假定触头已分断一定距离,在这个距离内给个4000K初始温度。整个过程如下图所示;
上述图片表明,电弧在离开栅片后熄灭,可能会烧蚀后方的塑料外壳;现基于本次模拟采用的边界条件,保持数值不变,改进动触头上端栅片长度,模拟结果如下所示,电弧在灭弧室栅片里面熄灭
参考文献:
[1]塑壳断路器电弧跃迁动态过程的仿真研究_王奥飞