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被動內部電弧保護使用被動內部電弧保護，電弧故障在發生后由傳統保護繼電器分斷，電弧和繼電器跳閘之間的平均時間為 100 到 1,000 毫秒 (ms)，它發生在字面上的“眨眼”之內，測量時間為 100 到 400 毫秒。雖然它只持續一瞬間，但電弧事件幾乎肯定會導致足夠的損壞，以至于開關設備需要維修和更換零件，依賴開關設備供電的生產過程也可能受到嚴重破壞。

在電弧仿真過程中發現，當動觸頭旋轉與靜觸頭分開時，電弧會在分離區域來回移動，尤其是在密閉的環境內，如下圖1所示。圖1 動靜觸頭及上下跑弧道幾何示意圖 基于以上幾何，現建立電弧仿真基本模型，通過改變最左端邊界條件類型，對比電弧在觸頭間的運動規律。

電弧過零后，溫度超過2000K-3000K，電弧還具有一定的導電性，隨后，當電弧 輸入能量大于耗散能量，電弧溫度逐漸上升，逐漸點燃；9. 20世紀50年代，人們發現開關電器開端呈現出電弧時，電弧有個短暫的停滯效應；其原 因在于，金屬相電弧轉向氣相電弧有一定時間（原因之一）；10.

當磁場方向與電弧軸線垂直時，電弧受到的電磁力最大，電弧的運動軌跡會發生明顯的偏移，更容易被吹入滅弧室。 永磁體產生的磁場方向是垂直于電弧電流的，則電弧電流在磁場的作用下回發生偏移，根據左手定則，其電弧朝向運動方向的左側偏移，根據實際產品的燒蝕情況來看，結果是相符的.

這些帶電粒子會導致氣體的電導率增加，從而使電流在電極之間建立起電弧通道。電弧的特點包括高溫、高亮度、高能量和高頻閃爍。它具有強烈的熱輻射和光輻射，可以產生明亮的火花、火焰和光弧。由于電弧可以提供高能量，因此廣泛應用于電焊、電切、電刷涂等工業和實驗室應用中。

磁場控制電弧電弧溫度高，可理解為等離子狀態，由于物理性質的復雜性，仿真模擬時將電弧假設為磁流體，同時具備流體和電磁的特性。仿真的目的在于觀察電弧的運動特性，通過觀察其運動規律，來指導產品設計，當然水平很高的工程師可以考慮的更很多，將結果計算的很準確。目前，熱仿真和流體仿真已不是一次性做的非常準確，調試是仿真不可缺少的環節。

斷路器在觸頭分開后，電弧進入滅弧柵片，電弧電壓升高，這個是最理想的狀態，從而達到滅弧的目的，結果如下圖所示但是，電弧可能會發生重燃， 電弧重燃后其在觸頭位置重新出現電弧，從而將電弧電壓迅速的降低，進而電弧持續燃燒，打不打滅弧的目的，結果如下圖所示究其原因，應該是在觸頭位置其電弧燃燒后的余溫過高，觸頭之間的電壓較大，達到了重燃的條件，這個重燃是突然的發生，并沒有傳導的趨勢，降低這個的條件就是讓電弧快速遠離觸頭

本次分析了大電流的電弧運動情況具體參考以下視頻 電壓視頻顯示高溫電弧在5~7ms之間進入柵片，電弧電壓迅速升高，電弧持續在柵片之間燃燒，在實際產品中，電弧電壓升高，那么電流會強制減少，達到限流的目的，當供給電壓過0點的時候，其電弧會熄滅----------------------------

電弧分析是斷路器設備的重點與難點，主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析，其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片，本次分析的是經典案例，將MCCB的觸頭分開，那么觸頭之間產生電弧，在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢，觀察電弧將進入柵片的過程溫度變化過程如圖所示 電流變化過程如圖所示 電壓出現下降趨勢，結果如圖

基于 FLUENT 的 TIG 焊接電弧數值模擬 _ 楊曉鋒 綜上，在二維軸對稱 TIG 電弧仿真這方面也可采用 Comsol 。由于 Comsol 收斂性較差，在電弧仿真過程中經常調節求解器或者邊界條件，以此使計算收斂。

基于Fluent模擬TIG電弧燃燒_彭小飛 3. 基于FLUENT的TIG焊接電弧數值模擬_楊曉鋒 綜上，在二維軸對稱TIG電弧仿真這方面也可采用Comsol。由于Comsol收斂性較差，在電弧仿真過程中經常調節求解器或者邊界條件，以此使計算收斂。

電弧和激光共同協作在需要制造非常精細或者粗糙的結構時，這種工藝的參數比例還能夠根據實際情況進行調整。使用純激光工藝或多激光工藝(完全閉環電弧或低功率)，可以沉積以往頗具挑戰性的區域結構和精細結構；使用多電弧焊接工藝，則可以打造較粗的結構（如寬肋或沉積速率大的區域），且能夠以明顯更快、更經濟有效和更低的能量輸入進行沉積。

本次線上研討會將聚焦 Ansys 在電弧仿真領域的最新進展，詳細介紹如何利用 Fluent 與 Maxwell 實現電弧的多物理場聯合分析。內容涵蓋從原理方法到工程案例的完整實踐過程，幫助工程師更準確地評估電弧風險、優化設備設計，并縮短研發周期、降低試驗成本。

導讀：電弧增材制造技術以打印效率高、原材料成本低等優勢而備受關注，配合CNC等加工設備可以快速的制造大型金屬工件，應用于航空航天、汽車等眾多領域。2023年9月5日，南極熊獲悉，電弧增材制造設備廠商融速科技即將發布一款新產品——電弧增材平臺AMmake T1，并即將亮相 2023 TCT Asia展會。

電弧在仿真軟件里面本生就進行了MHD假設，所以完全把電弧做出來比較難吧。 研究二維電弧也有必要性，可以直觀的將電弧運動趨勢反映出來，如磁場的強弱、開口位置、開關分離速度、滅弧柵片結構等對電弧的影響。本文以小型斷路器為例，研究一個剖面內電弧在磁吹和氣吹下的運動特性。幾何模型如下圖所示： 圖 1 幾何示意圖假定條件參數： 1.

注：當回路電流給100A時，電弧電流也就是保持恒定值，因此電弧通過柵片作用也不會被熄滅，本次模擬僅觀察兩類觸頭布置下電弧運動差異。 圖3 電弧運動(動觸頭向下) 圖4 電弧運動(動觸頭向上) 從圖3和圖4中可以看出，電弧運動的差異性取決于弧根移動距離及其跳躍時間。

通過對模擬邊界的設置以及調整求解器相關參數，得到如下結果：1.磁場強度最大0.03T；2.溫度最高15000K左右；3.速度最高150m/s左右； 通過上述仿真，可近似模擬出TIG電弧的溫度場和速度場分布情況，為相關電弧仿真提供一定的借鑒。[1]基于FLUENT的TIG焊接電弧數值模擬

MCCB等低壓斷路器產品的分斷性能是其關鍵性指標，其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片，本次分析的是經典案例，將MCCB的觸頭分開，那么觸頭之間產生電弧，在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢，觀察電弧將進入柵片的過程1，我們之前考慮的是觸頭打開后靜態過程，觀察電弧進入柵片的過程，如下圖所示，該過程基本能夠表達所需的內容，大多數情況已經能夠適用。

移動電弧的電磁力分析：電弧本質上是一團被電離的氣體，受力時易發生移動。同時它也是一段電流，既可以產生磁場，也可受到電磁力作用。斷路器觸點右邊設置了上下2塊鐵片，滅弧柵組件中有9片鐵片，當電弧產生時，強大的電弧電流產生磁場，將鐵片磁化（有研究表明可多產生約39%的磁場）。這個磁場力反過來又對電弧產生安培力，將電弧往鐵片方向拉（另一邊看來是吹），電弧迅速移入滅弧柵組件。

斷路器電弧運動仿真Comsol6.1版本出來了，原本認為最新版本在斷路器電弧收斂性方面會有很大的改善，然而導入之前已做好的6.0版本文件發現，在多物理場模塊下，之前需要的方程模塊選項沒了，多出來磁流體模塊。研究了一個下午，起弧是能模擬出來，而電弧似乎一直在觸點附近，并沒受到洛侖磁力的作用，也找不出原因。最后，還是研究以前的案例。