Details

Целью данной работы является разработка и исследование математических моделей электротепловых и электромагнитных процессов в дугогасительной камере вакуумного выключателя с радиальным магнитным полем для двух режимов: длительное проведение номинального тока (замкнутые контакты) и отключение тока короткого замыкания (разомкнутые контакты). Работа выполнена с использованием трёхмерного геометрического моделирования в SolidWorks, численного моделирования методом конечных элементов в COMSOL Multiphysics, а также анализа взаимодействия выключателя с энергосистемой в MATLAB Simulink. В результате работы создана трёхмерная геометрическая модель дугогасительной камеры с лепестковой контактной системой. Разработана электротепловая модель для замкнутого положения контактов, выполнен расчёт распределения плотности тока и температуры, проведён параметрический анализ влияния контактного давления на тепловой режим. Разработана электромагнитная модель для разомкнутого положения контактов, рассчитано распределение магнитного поля, выполнено параметрическое исследование зависимости силы Лоренца от положения дуги.

The aim of this work is to develop and study mathematical models of electrothermal and electromagnetic processes in a vacuum interrupter with a radial magnetic field for two modes: continuous rated current carrying (closed contacts) and short-circuit current breaking (open contacts). The work was carried out using 3D geometric modeling in SolidWorks, finite element numerical modeling in COMSOL Multiphysics, as well as analysis of circuit-breaker interaction with the power system in MATLAB Simulink. As a result of the work, a 3D geometric model of the vacuum interrupter with a petal-type contact system was created. An electrothermal model for the closed contact position was developed, current density and temperature distributions were calculated, and a parametric analysis of the contact pressure effect on the thermal regime was performed. An electromagnetic model for the open contact position was developed, the magnetic field distribution was calculated, and a parametric study of the Lorentz force dependence on the arc position was carried out.