气流场驱动下栅片中弧压提升特性的数值分析

摘要

建立了以磁流体动力学(MHD)理论为基础的气吹灭弧室电弧被气流吹入栅片过程的三维数值分析模型.与当前空气断路器普遍研究的采用磁场驱动电弧进入铁磁栅片区域并被切割为若干短弧相比,主要研究在灭弧室的进气口处施加气流来驱动电弧运动,并采用绝缘栅片来拉长和冷却空气电弧以提高电弧电压.基于商业软件包ANSYS FLUENT并对其进行二次开发,对气吹灭弧室中的多物理场耦合进行数值计算,仿真分析了不同材料栅片下电弧的运动和电压变化情况,采用全绝缘栅片可以获得最大的电弧电压;并比较分析了栅片间距和入口气压对电弧电压提升的影响,为开关电器中基于提升弧压应用场合的研究提供一定的指导作用.