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真空滅弧室鐵芯渦流有限元分析模型
作者：威博特鐵芯 發布時間：2019-03-30 15:05:41 瀏覽次數：鐵芯式兩極縱磁真空滅弧室的結構如圖1 所示。圖中把鐵芯8、9移開以便看清電極結構。當電流I從上導電桿1流入后 ,經上拐臂2到上觸頭片3 ,通過上觸頭片3流向電弧4 ,至下觸頭片5，再到下拐臂6，由下導電桿7流出。由于上下拐臂中的電流向同一方向流動,它們產生的磁通將垂直穿過2個觸頭片間的空隙，產生縱向磁場。磁場的方向在拐臂兩側是相反的。
圖1 鐵芯式兩極縱磁真空滅弧室結構圖
計算采用電磁場有限元分析軟件VectorFields中的ELEKTRA模塊。該模塊采用A -φ法進行求解穩態渦流場。在求解時將場域分成2個部分，即非導電區和導電區。在非導電區中用標量位，在導電區用矢量位。
圖2 鐵芯式兩極縱磁真空滅弧室計算簡化模型
因為縱向磁場主要由拐臂和鐵芯產生，而且主要考慮鐵芯中的渦流，因此在計算時取僅有拐臂和鐵芯的簡化模型，如圖2所示。圖中鐵芯上有剖分網格，拐臂上沒有。觸頭處于真空滅弧室中。真空滅弧室的外面是空氣。在計算中取一個邊長為200mm的正立方體形場域將觸頭包圍在其中。觸頭在正立方體的正中央。當觸頭直徑為65mm，開距為10mm時，鐵芯在3個坐標軸上的尺寸為52mm導率為7000 ,電導率為105S/mm。拐臂中通過峰值40kA交變電流。計算時導電區域的矢量位與非導電區域中的全標量位與簡化標量位用磁感應強度B的法線分量及磁場強度H的切線分量的連續性邊界條件耦合在一起。
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