本论文针对额定1200V/1250A熔断器,建立电弧燃烧的半经验数学模型。通过ANSYS计算弧前时间,结合熔体烧蚀、石英砂烧蚀、电弧换热等物理过程简化模型,利用Matlab拟合实验数据确定电弧物性参数,并引入电导率随温度变化的函数。分析了熔体结构尺寸对弧压峰值和过零时间的影响规律:宽度和节距增加会提高弧压峰值、缩短过零时间;总长固定时,断口数和节距影响较小。弧压峰值需控制在额定电压3倍以内,过零时间需满足安全裕度。
模型复现(Python实现):
以下代码复现论文中的核心数学模型,包括电弧电导率温度特性、电弧能量平衡方程及弧压计算。
importnumpyasnpimportmatplotlib.pyplotasplt# 1. 电弧电导率模型(半经验公式,温度T单位:K)defsigma_arc(T)