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微型断路器短路开断过程中电极烧蚀特性仿真研究

发布时间:2019-01-19 17:44
【摘要】:短路开断过程中电极烧蚀严重影响微型断路器开断性能和使用寿命,因此研究短路开断过程中微型断路器电极烧蚀特性具有重要意义。该文建立了电极烧蚀模型,该模型综合考虑了电极材料相变、电弧与电极表面之间的能量平衡关系以及烧蚀过程中边界的移动问题。测量了电弧在动静触头之间的停滞时间以及电弧电流波形,并基于二者获得了电极烧蚀过程中的电弧电流波形,将该电流波形作为模型的输入电流,利用该文电极烧蚀模型计算了短路电流为3k A时电极的温度分布,烧蚀体积和烧蚀质量,并与实验测得的烧蚀质量数据进行了对比,验证了模型的正确性和有效性。此外,基于该模型分析了短路电流为3k A时电弧停滞时间以及氧化锡质量分数对电极烧蚀质量的影响,结果表明在0.5~1ms范围内随着电弧停滞时间的增加,触头烧蚀质量近似线性增加,并且斜率约为7.06mg/ms;对于氧化锡质量分数分别为8%、10%和12%的银氧化锡材料,随着电极材料中氧化锡质量分数的增加,电极烧蚀质量增加比较平缓,整体上三种不同电极材料的烧蚀质量在4.5~4.8mg之间。
[Abstract]:Electrode ablation during short circuit breaking seriously affects the breaking performance and service life of micro circuit breakers, so it is of great significance to study the electrode ablation characteristics of micro circuit breakers during short circuit breaking. In this paper, an electrode ablation model is established, which considers the phase transition of electrode material, the energy balance between arc and electrode surface, and the boundary movement during ablation. The arc stagnation time and arc current waveform between the static and dynamic contacts are measured. The arc current waveform in the process of electrode ablation is obtained based on the two waveforms, and the current waveform is used as the input current of the model. The temperature distribution, ablation volume and ablation mass of the electrode are calculated by using the electrode ablation model when the short-circuit current is 3 Ka, and the validity and validity of the model are compared with the experimental results. In addition, based on the model, the effects of arc stagnation time and tin oxide mass fraction on the ablation quality of the electrode are analyzed when the short-circuit current is 3 Ka. The results show that the arc stagnation time increases with the increase of the arc stagnation time in the 0.5~1ms range. The ablative mass of the contact increases linearly and the slope is about 7.06 mg / Ms; For the silver tin oxide materials with 8% and 12% tin oxide content, the ablative mass of the electrode increases slightly with the increase of the tin oxide content in the electrode material. On the whole, the ablative quality of three different electrode materials is between 4.5~4.8mg.
【作者单位】: 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学);
【分类号】:TM561

【参考文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2411595

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