直流开断过程中真空电弧等离子体瞬态特性仿真研究

摘要

在机械式直流断路器开断过程中,真空电弧的形态及其等离子体参数分布会经历一个瞬时变化过程,传统稳态模型不能够描述其瞬态特性,为此,采用建模仿真的方法,在传统稳态工频真空电弧仿真模型的基础上考虑时变项的影响,建立基于强迫过零技术的直流真空电弧三维瞬态磁流体动力学仿真模型,仿真得到直流开断过程中真空电弧等离子体各项参数瞬态分布情况,探究直流开断过程中真空电弧等离子体瞬态特性.研究结果表明:在直流开断过程中,随着电弧电流减小,离子压力、离子密度、离子温度和电流密度纵向分量均会减小,离子速度增大但变化幅度较小,电弧等离子体参数分布更加均匀.研究成果可以加深对直流开断过程中真空电弧内部暂态过程的理解,为提高机械式直流真空断路器开断能力提供理论依据.