87 / 2021-06-04 22:30:23

考虑涡流效应的真空灭弧室发热仿真与优化

作为断路器的重要组成部分，真空灭弧室的温升不得超过其允许值。真空灭弧室的产热主要来自于回路的电阻发热和铁磁材料的涡流发热。用于增加结构强度，减小接触电阻的加强筋由不锈钢制成，涡流发热严重。涡流发热和回路电阻发热叠加会急剧恶化真空断路器的温度环境。研究加强筋涡流发热的机理对与控制真空灭弧室的温升有着重要的意义。本文分析了真空灭弧室的结构和电流的空间路径，通过仿真计算的方法得到了加强筋处的磁场分布及发热功率。结果表面加强筋的涡流发热功率与回路电阻发热功率相比不可忽略。为降低涡流发热的影响，本文提出了两种方案。第一种方案是改进导体形状，仿真结果显示此方案有一定的价值。第二种方案是在加强筋上开槽，增大其电阻，从而降低涡流发热。仿真结果表明，此方案可以有效降低加强筋的涡流发热。