纵向磁场真空电弧等离子体的仿真研究

真空断路器广泛应用于中压输配电系统中,并呈现向高电压领域渗透的趋势。因此,关于真空断路器及其相关技术的研究越来越受到关注。真空电弧开断特性及其控制措施是真空断路器设计和研制的关键,而合理的建模和正确的仿真研究是对真空电弧进行深入研究的一种有效手段。本文将重点对考虑纵向磁场作用的真空电弧等离子体进行建模和仿真研究,从而为真空断路器的设计提供理论依据。 在分析现有真空电弧模型基础上,考虑平均离子电荷数、离子动能项对真空电弧的影响,推导并建立了纵向磁场真空电弧磁流体模型。由于真空电弧等离子体并未处于局部热动平衡态,且离子与电子之间因相互碰撞存在能量交换,因此,建模时必须将离子和电子分开考虑,用离子能量守恒方程和电子能量守恒方程分别来求解离子温度和电子温度。另外,考虑到等离子体作为导电流体在运动中会产生磁场,该磁场又会反过来作用于真空电弧影响等离子体的流动。因此,自生磁场的计算也是至关重要的。..