断路器开关电弧仿真

       对于断路器电弧的研究，主要包括开关分断过程中起弧过程、弧根移动与跃迁及金属栅片切割电弧这三个过程。采用comsol软件，对简单二维电弧的上述三个过程进行数值模拟，结合仿真结果，分析电弧的运动特性，指导后续的产品改进。

       本次模拟对象的几何模型如下图所示。图1和图2差别在于，图1动触头向下分断，而图2动触头向上分断。研究触头布置的不同给电弧运动带来的差异；

  图1断路器开断起弧(动触头向下移动)

图2 断路器开断起弧(动触头向上移动)

  边界条件设置：横向磁场强度为50mT，回路电流为100A，环境温度300K，初始化给起弧区域温度为4000K。注：当回路电流给100A时，电弧电流也就是保持恒定值，因此电弧通过栅片作用也不会被熄灭，本次模拟仅观察两类触头布置下电弧运动差异。

图3 电弧运动(动触头向下)

  图4 电弧运动(动触头向上)

       从图3和图4中可以看出，电弧运动的差异性取决于弧根移动距离及其跳跃时间。为了使电弧在跑弧道上弧根水平距离保持一致，将触头形式布置图2的形式，有利于栅片均匀切割电弧。

       以上研究存在一些不足之处，仅提供参考意义。