基于ANSYS的直流断路器温度场数值分析

刘树华 ，乐洪有 ，骆文平



基于ANSYS的直流断路器温度场数值分析

刘树华1，乐洪有2，骆文平2

（1.海军驻武汉712所军事代表室，武汉430064； 2.武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

温升作为断路器的考核指标之一，对断路器的性能有着重要影响。笔者以某型4000A直流断路器为研究对象，通过对热源激励和传热规律进行分析后建模，经ANSYS热电耦合仿真获得了断路器的稳态温度场分布，并与试验结果对比基本吻合。随后，分析了散热器材质和触头接触电阻对断路器温度场的影响，该项研究成果对断路器的热力设计具有一定的参考意义。

温升 直流断路器 热电耦合 接触电阻

0 引言

随着直流断路器理论研究的不断深入，断路器正在向着大容量、小型化方向发展，使用寿命和可靠性要求也在不断提高，以满足用户更为苛刻的使用需求。显然，这将使得断路器热功率密度日益提高，如果不采取有效的散热方式，断路器温升必然加剧，这将对其机械寿命和电气寿命产生重大影响。实际应用中，断路器因触头、外接端子等局部温升过高造成的故障屡见不鲜[1-4]。因此，断路器温升问题已经引起了国内外同行的普遍重视，西安交通大学余小玲等从断路器导电杆半径、触头触点半径和位置等方面对真空断路器温升的影响进行了仿真分析[5]。M. Lindmayer在考虑导电回路电阻、热阻受温度影响的条件下，对低压断路器进行了热分析，但是接触电阻的处理有待改进[6]。Weichert则针对一种电机使用的断路器做了三维热分析，并在接触电阻的处理上做出了有益贡献[7]。……