平行導電桿雙斷點滅弧

     之前討論了雙斷點與單斷點之間的區別,前者優勢在于電弧分斷能力強,但產品設計受限于導電桿與搭配的滅弧室的空間布局。本次模擬對象為平行雙斷點滅弧系統,通過繪制簡單的二維導電回路與滅弧柵片,定量研究電弧在穩定的磁場下,在空氣域里面的運動情況;

     電弧在數值模擬時,假設為磁流體,在運動的過程中受到洛侖磁力、壓力、慣性力及粘性阻力等,因此對產品的空間設計尤為重要,如出口位置的擺放、動導電桿的分斷速度、滅弧柵片布置方式及跑弧道設計等。

     本次模擬采用的幾何如下圖所示:

平行導電桿雙斷點滅弧的圖1

基本參數設置:

  • 分斷速度:15mm/ms

  • 初始溫度:300K

  • 外電路:220V 0.5Ω

  • 背景磁感應強度:50mT

  • 模擬時間:3ms

模擬結果:

平行導電桿雙斷點滅弧的圖2

電弧溫度隨時間變化

平行導電桿雙斷點滅弧的圖3

速度場分布

平行導電桿雙斷點滅弧的圖4

電弧電勢隨時間分布

     從最后一張圖可以看出,電弧剛開始被擊穿,動靜觸頭之間的電壓迅速下降,當電弧被拉長時,電弧電壓開始上升;當動導電桿停止運動時(0.6ms),在電弧被推進滅弧室過程中,電弧電壓變化不怎么明顯;最后電弧被柵片分割成多段時,電弧電壓顯著上升,直至達到外電路總電壓使其強制熄滅;

     本次模擬也受個人研究水平限制,存在一些不足的地方,僅供參考;


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