Details

Эта работа посвящена анализу и моделированию теплового режима контактной системы вакуумного выключателя 35кВ-40кА/3150А с радиальным магнитным полем в номинальном режиме. Объектом исследования является влияние диаметра токоподвода на тепловые процессы в контактной системе. Также в данной работе рассмотрены материалы, используемые в контактной системе, обзор существующих конструкций вакуумных выключателей, принцип их работы. Построена модель контактной системы с токопроводом, рассмотрена их структура. Создана математическая модель электротепловых процессов, включая геометрию расчетной области, граничные условия, материалы элементов конструкции, описание самой модели. Показаны модули, подмодули и функции в среде COMSOL Multiphysics, с подробными изображениями и графиками. Проведены серии расчетов при разных диаметрах токоподвода. Продемонстрированы изображения, показывающие распределение температуры, распределение скалярного электрического потенциала, плотности тока для каждого из рассмотренных диаметров, и их анализ. Также в работе присутствует анализ выделяемой мощности, выводимой через токоподвод и за счет излучения.

This work is devoted to the analysis and modeling of the thermal conditions of the contact system of vacuum circuit braker 35 kV-40 kA/3150 A with radial magnetic field in the nominal mode. The object of research is the effect of diameter of conductor on the thermal processes in the contact system. Also in this work, the materials used in contact system are considered; an overview of the existing designs of vacuum circuit breaker and the principle of their operation is carried out. A model of contact system with conductor is built, and their structure is considered. A mathematical model of electrothermal processes has been created, including the geometry of the computational domain, boundary conditions, materials of structural elements, and a description of the model itself. Modules, submodules, and functions in COMSOL Multiphysics are shown, with detailed images and graphs. Series of calculations were carried out for different diameters of the conductor. The images showing the temperature distribution, the distribution of the scalar electric potential, the current density for each of the considered diameters, and their analysis are demonstrated. Also, in the work there is an analysis of the energy released through the current lead and due to radiation.