电弧作用下触头烧蚀特性的仿真研究

开断电弧对断路器触头的烧蚀会影响其使用寿命和可靠性。针对空气电弧作用下的断路器触头烧蚀行为进行了仿真研究。将电弧等效为正态分布的热源，基于传热学和流体学，分析了触头材料的温度变化过程和相变过程；此外，研究了熔池受力对熔池流动及温度的影响；最后，考虑触头材料的蒸发，模拟了触头表面的形貌及温度变化。仿真结果表明：触头温度由表面向内以半圆弧的形式扩散，熔池会先逐渐增大，在电弧作用消失一段时间后才逐渐减小；表面张力对熔池区域内的流动起主导作用，电磁力和浮力依次；考虑触头材料的蒸发时，触头表面会形成烧蚀凹坑，凹坑处的温度最高，凹坑随燃弧时间持续增大。