真空开关电器中接触触点热过程的仿真研究

摘要：金属蒸气是真空开关电弧存在的根源,基于流体动力学理论,建立真空开关开断初期分离最终电接触触点由固体、金属液桥到金属蒸气相变过程的完整模型。考虑了金属触点的熔化变形边界,同时关注金属液桥断裂后金属蒸气的扩散过程,计算结果表明电触点最高温度点出现在接触触点的中心,也正是金属桥断裂形成的初始位置。金属液桥相变过程中伴随金属蒸气的蒸发,并在真空环境中迅速扩散,在阴极斑点形成之前,金属蒸气密度高达1.092×10^25m^-3,并沿着扩散半径迅速降低。计算结果表明,随着电极加载电流的增大,金属液桥完全断裂时间大大缩短。