摘要：电弧作用下,电接触表面局部温度超过材料相变温度,材料发生熔化、蒸发,进而接触表面形成熔池、烧蚀坑。电弧烧蚀将严重影响电接触性能,缩短材料使用寿命。为此建立了电弧的磁流体动力学模型,基于热传导理论,求解了电接触副浸铜碳材料–铜锡材料的温升侵蚀规律,分析了不同电弧电流、不同弧隙下接触材料烧蚀过程的变化规律;考虑浸铜碳材料的蒸发、升华,求解了材料表面的温度分布、熔池的形成情况、熔池内部的速度分布。仿真研究结果表明:铜锡材料温度升高的速度较慢,而浸铜碳材料温度迅速上升并发生相变形成烧蚀熔池。电弧电流越大,浸铜碳材料表面的烧蚀熔池域越大;弧间隙增加,浸铜碳材料表面烧蚀熔池半径变大。浸铜碳材料熔化、蒸发、升华后,材料表面形成了烧蚀熔池凹坑,表面最高温度在碳的升华温度附近波动,熔池内部液体的流动导致材料表面不光滑。

关键词：电弧 电接触材料 相变 熔池 烧蚀坑 

单位：西南交通大学电气工程学院; 成都611031