高压喷射式熔断器熔断件的弧前温度场仿真分析

针对高压喷射熔断器开断过程研究的不足,特别是弧前时间—电流特性研究方法的不足,分析了熔体在弧前阶段电流场和温度场的变化,提出基于喷射式熔断器开断短路电流的弧前热电耦合数学模型,以熔体最大点温度达到熔体材料熔点来计算弧前时间。用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics仿真得到高压喷射熔断器熔断件在不同合闸相角下开断短路电流的弧前温度分布,与厂家提供的时间—电流特性曲线对比,证明方法的可行性。     

基于有限元分析的高压喷射式熔断器弧前时间仿真计算

弧前时间是描述熔断器开断性能的重要参数,针对熔断器弧前时间仿真计算研究的不足,结合熔断器在系统中的等值电路和熔丝在短路电流故障下的弧前热电耦合数学方程,以熔丝三维几何模型为基础,基于多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics和有限元理论建立了熔丝弧前时间计算模型。计算模型分析了熔丝在短路电流作用下的温度场,绘制了熔丝的最大温度随时间的变化曲线,以熔体熔化到电弧出现瞬间的时间间隔为熔断器的弧前时间,并与试验数据做对比,验证了此计算方法的可行性。研究结果对产品改进提供了依据。