直流空气电弧作用下触头烧蚀特性

摘要：

触头烧蚀会影响低压断路器的使用寿命和可靠性,研究触头烧蚀特性对于低压断路器的研制具有重要意义.为此建立了直流空气电弧作用下的触头烧蚀模型,考虑蒸发和喷溅两种烧蚀机制.针对触头熔池的传热和流动现象,建立了熔池的二维磁流体动力学模型,并结合熔化凝固模型模拟触头熔化相变过程.在熔池模型的基础上,建立蒸发和喷溅烧蚀模型.基于Langmuir方程和气体动力学理论建立蒸发模型,综合考虑沸点以下蒸发过程和沸点以上蒸发过程,分析蒸发通量与熔池表面温度的关系.基于概率统计理论建立喷溅烧蚀模型,得到材料的喷溅烧蚀质量.此外,定量分析触头材料、电流、触头尺寸和触头形状4种因素对触头烧蚀特性的影响,以期得到降低触头烧蚀的方法.研究结果表明:电流低于20A时以蒸发烧蚀为主,电流高于200A时以喷溅烧蚀为主;在保证触头尺寸大于熔池尺寸的前提下,减小圆柱形触头的半径,可降低触头材料烧蚀,但触头尺寸对触头烧蚀的影响很微弱;同等条件下半球形触头烧蚀质量最大,其次是圆台形,圆柱形触头烧蚀质量最小.

关键词：直流空气电弧、蒸发、烧蚀、喷溅烧蚀、熔池、低压断路器

所属期刊栏目：46

分类号：TM561;TF804.8;TK124

资助基金：深圳供电局有限公司项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1970-1977