金属栅片作用下直流接触器电弧动态特性仿真研究

直流接触器电弧的动态特性对触头分断性能有重要影响。基于磁流体动力学(MHD)理论,建立金属栅片式电弧模型,赋予栅片鞘层假设,模拟实际工况。通过分析电弧温度、电流密度、气流场等因素,解释了电弧重燃现象,并研究了栅片不同倾斜角度对电弧重燃的影响。结果表明:电弧重燃的主要原因是熄弧后残留的高温气体产生的热电离,促进了局部放电和重击穿作用;改变栅片倾斜角度可以改变气流场和洛伦兹力作用方向,角度为20°时,重燃次数最少,燃弧时间最短。

磁场作用下直流电弧分断特性及触头侵蚀的研究

直流电弧作用下,触头侵蚀现象会对电器接触系统性能产生影响,降低电器使用寿命。为探究触头分断时电弧特性以及对触头的侵蚀过程,本文基于磁流体动力学理论并结合动网格技术,以AgSnO_(2)为触头材料,建立了电弧-触头多物理场数值耦合仿真模型。分析了恒定磁场下电弧特性随时间的变化过程,并进一步探究了不同磁场强度电弧对触头侵蚀变化规律;考虑触头材料的相变并求解了触头内部温度分布和熔池的形成过程。仿真结果表明,电弧受洛伦兹力作用转移至触头边缘,触头材料温度上升发生相变形成熔池。在一定范围内,随外加磁场强度变大,电弧熄灭速度加快,触头表面熔池域变小。最后,采用粉末冶金法制备AgSnO_(2)触头材料并进行电弧分断实验,实验所得影响规律与仿真结果较为一致。