摘要：文中基于磁流体动力学理论（MHD）建立了密闭容器内空气故障电弧的二维数学模型,研究了铜电极烧蚀金属蒸汽对故障电弧的影响。在充分考虑由电极烧蚀引起的熔化、蒸发及化学反应等不同能量传递过程的基础上,通过求解质量、动量、能量、电磁场守恒方程以及金属蒸汽浓度方程描述故障电弧内部的流体动力学和电磁场耦合过程。计算获得了电弧等离子体的温度,压力和铜蒸汽浓度分布。比较分析了考虑和不考虑电极烧蚀情况下的计算结果,研究表明电极烧蚀铜蒸汽对压力上升的影响很小,这主要归因于内部能量平衡的变化。此外,电弧电压对铜蒸汽的存在也不敏感。压力上升、电极烧蚀质量和电弧电压的仿真结果和实验结果相一致,验证了故障电弧仿真模型的有效性。

关键词：故障电弧 数学模型 电极烧蚀 压力上升 

单位：平高集团有限公司; 河南平顶山467001; 西安交通大学; 西安710049