CO2直流电弧的建模与仿真研究

摘要

电弧是机械式开关电器在分/合过程中的重要物理现象,直接影响其通断能力.根据内部物理过程建立电弧模型进行仿真分析,是开关电器领域的重要研究手段.本文综合考虑CO2电弧等离子体中的气流场、热场和电磁场的耦合关系,建立了CO2电弧的二维轴对称磁流体动力学模型,利用数值方法进行求解,得到可拆卸气体灭弧室中的CO2自由燃烧直流电弧特性.仿真结果表明,CO2气体压力一定时,随着电流的增大,电弧的温度增加、电弧半径增大和电弧电压均增大;电流数值一定时,随着CO2气体压力的增大,电弧半径和电弧电压增大、电弧温度降低.通过与相关文献中的仿真与实验结果对比,验证了本文所建立的CO2电弧模型的正确性.