基于ANSYS的中压真空灭弧室内部磁场的仿真分析-论文.pdf

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1、第36卷第4期黑龙江电力V01．36No．42014年8月HeilongjiangElectricPowerAug．2014基于ANSYS的中压真空灭弧室内部磁场的仿真分析孙巍，刘洋，张洪达，孙晨，史宗谦(1．黑龙江省电力科学研究院，哈尔滨150030；2．西安交通大学，西安710049)摘要：针对某种12kV／3150A／40kA真空灭弧室中电弧出现收缩现象导致触头表面局部严重烧蚀的问题，笔者应用ANSYS软件对灭弧室内部的稳态磁场和瞬态磁场进行仿真研究，阐述了灭弧室中触头的结构与形状对灭弧室内部磁场分布的影响，用电弧特性试验比较分析了不同开断电流下真空电弧的形态，验证了应用ANSYS软

2、件对灭弧室内部磁场进行仿真研究的准确性。关键词：真空灭弧室；磁场；仿真分析；电弧中图分类号：TM561文献标志码：A文章编号：1002—1663(2014)04—0299—06SimulationanalysisofmagneticfieldinsidemediumvoltagevacuumchamberbasedonANSYSSUNWei，LIUYang，ZHANGHongda，SUNChen，SHIZongqian(1．HeilongjiangElectricPowerResearchInstitute，Harbin150030，China；2．Xi'anJiaotongUnivers

3、ity，Xi’an710049，China)Abstract：Aimingatthearcconstrictionin12kV／3150A／40kAvacuumchamberwhichleadstoseriouserosionofpartialcontactsurface，theauthor，withtheapplicationofANSYS，simulatesthestaticandtransientmagneticfieldinsidethevacuumchamber，expoundstheinfluenceofthestructureandshapeofcontactOilthedi

4、stributionofmag-neticfieldinsidevacuumchamber，andcomparesandanalyzesthepatternofvacuumarcwithdifferentbreakingcurrentbythetestofarccharacteristic，whichverifiestheaccuracyofANSYSinthesimulationanalysisofmagneticfieldinsidemediumvoltagevacuumchamber．Keywords：vacuumchamber；magneticfield；simulationana

5、lysis；arc在真空灭弧室用纵向磁场来控制真空电弧的响真空灭弧室内部磁场分布的因素。而且，在可拆形态，能够提高灭弧室的开断性能。纵向磁场对抑卸真空灭弧室中进行了电弧特性实验，获取了不同制真空灭弧室内部大电流电弧的收缩、降低电弧电开断电流下的电弧特性，为今后中压真空灭弧室的压、防止触头表面的烧蚀以及提高弧后介质恢复强设计提供了参考依据。度等具有良好的效果j。然而，由于某些中压真空1磁场仿真模型的建立灭弧室中电弧随着电流不断增大，仍然出现收缩现象，造成了触头表面局部严重烧蚀，严重影响了电本文运用有限元分析法计算中压真空灭弧室流的开断和触头的电寿命。因此，为了研究灭弧室内部的磁场分布，其原理

6、：将所处理的对象划分为内部的磁场分布，提高中压真空灭弧室的开断性有限个单元(包含若干个节点)，根据磁场偏微分方能，本文应用Pro／Engineer软件建立了真空灭弧室程求解一定边界条件与初始条件下每个节点处的内部磁场计算的仿真模型，设置了材料属性和边界矢量磁势，从而求解出磁场的其他物理量J。矢条件，并采用ANSYS仿真软件对真空灭弧室内部弧量磁势为柱中心平面的纵向磁场分布进行了计算，指出了影B=×A(1)式中：B为磁感应强度；为矢量磁势。收稿日期：2014—02—20。矢量磁势式(1)满足了高斯磁通定律和法拉第作者简介：孙巍(1985一)，男，2012年毕业于西安交通大学，硕士，电磁感应定

7、律，所以应用高斯电通定律和安培环路助理工程师，主要研究方向为高压电气设备仿真分析、诊断及带电检测。定律，就得到了磁场偏微分方程和拉普拉斯算子：第4期孙巍，等：基于ANSYS的中压真空灭弧室内部磁场的仿真分析·301·0一、穗馋龃42O8642O246涡流效应会引起滞后，当滞后时间t大于一定3．2瞬态磁场仿真计算结果值后，电弧会集中烧蚀阳极表面，致使阳极温度升通过对中压真空灭弧室内部稳态磁场的计算，高，从而对真空断路器的开