图8-3为额定电流为16A的微型断路器，当短路电流通过瞬动电磁铁线圈时，铁心向左移动，顶动脱扣杆，使机构脱扣。图8-3 微型断路器现对上述微型断路器描述其仿真过程。为了验证计算准确性，在预期电流Ip=10.2kA，U=232V，cosφ=0°，βv=4.5257×10-7条件下进行了开断试验，试验结果与计算机仿真进行了对比，如图8-7所示。......
2025-09-29
SMCB开断过程仿真及实验结果：额定电流35A优化研究
【摘要】：2.预期短路电流Ie=1.5kA图8-18a、图8-18b、图8-18c分别为实验回路额定电压U=230V，预期短路电流有效值Ie=1.5kA、合闸相角ψ=0°时的SMCB两端电压、流过主回路和辅助回路的电流、回路总电流的计算结果，在主回路电流励磁作用下气隙1和作用在MR-35磁脱扣器动铁心上的电磁力计算结果，开断过程中系统电压、短路电流和SMCB两端电压的实验结果。
1.预期短路电流Ie=644A
图8-15a和图8-15b分别为额定电流35A的SMCB（配MR-35磁脱扣器）在预期短路电流Ie=644A、ψ=0°时短路电流和SMCB两端电压的仿真和实验结果。
图8-15 Ie=644A、ψ=0°时短路电流和SMCB两端电压的计算和实验结果
a）短路电流计算和实验结果对比 b）SMCB两端的电压计算和实验结果对比
表8-1对比了开断过程的典型参数计算和实验结果，其中tip为短路电流到达峰值的时间，up为电压的峰值，tup为电弧电压到达峰值的时间。可以看出，计算和实验结果值较为接近，这也在一定程度上验证了上述开断过程仿真方法的正确性。
表8-1 典型开断参数的计算和结果对比（Ie=644A和ψ=0°）
图8-16a、图8-16b、图8-16c分别为实验回路额定电压U=230V，预期短路电流有效值Ie=644A、合闸相角ψ=45°时的SMCB两端电压、流过主回路和辅助回路的电流、回路总电流的计算结果，在主回路电流励磁作用下气隙1和作用在MR-35磁脱扣器动铁心上的电磁力计算结果，开断过程中系统电压、短路电流和SMCB两端电压的实验结果。
图8-16 预期短路电流有效值为644A、合闸相角为45°的开断过程仿真和实验结果
a）SMCB两端电压、主回路电流、辅助回路电流和回路总电流的计算结果 b）短路电流、气隙1、作用在动铁心上的电磁力随时间变化的计算结果
图8-16 预期短路电流有效值为644A、合闸相角为45°的开断过程仿真和实验结果（续）
c）短路开断过程的实验结果
图8-17a、图8-17b、图8-17c分别为实验回路额定电压U=230V，预期短路电流有效值Ie=644A、合闸相角ψ=90°时的SMCB两端电压、流过主回路和辅助回路的电流、回路总电流的计算结果，在主回路电流励磁作用下气隙1和作用在MR-35磁脱扣器动铁心上的电磁力计算结果，开断过程中系统电压、短路电流和SMCB两端电压的实验结果。
图8-17 预期短路电流有效值为644A、合闸相角为90°的开断过程仿真和实验的结果
a）SMCB两端电压、主回路电流、辅助回路电流和回路总电流的计算结果
图8-17 预期短路电流有效值为644A、合闸相角为90°的开断过程仿真和实验的结果（续）
b）短路电流、气隙1、作用在动铁心上的电磁力随时间变化的计算结果 c）短路开断过程的实验结果
表8-2对比上述SMCB开断过程的部分典型参数的计算和实验结果。可以看出，计算结果和实验结果值比较符合。(https://www.chuimin.cn)
表8-2 典型开断参数的计算和结果对比（Ie=644A，ψ=45°和90°）
同时，结合表8-1所示的结果，可以看出：随着合闸相角的增大，主动、静触头开始分离的时间ti逐渐减小，这主要是由于短路电流上升更快、作用在脱扣器动铁心上电磁力也相应地增长较快；同时燃弧时间也越来越短，相应地电弧电压也越来越低。
2.预期短路电流Ie=1.5kA
图8-18a、图8-18b、图8-18c分别为实验回路额定电压U=230V，预期短路电流有效值Ie=1.5kA、合闸相角ψ=0°时的SMCB两端电压、流过主回路和辅助回路的电流、回路总电流的计算结果，在主回路电流励磁作用下气隙1和作用在MR-35磁脱扣器动铁心上的电磁力计算结果，开断过程中系统电压、短路电流和SMCB两端电压的实验结果。
图8-18 预期短路电流有效值为1.5kA、合闸相角为0°的开断过程仿真和实验的结果
a）SMCB两端电压、主回路电流、辅助回路电流和回路总电流的计算结果 b）短路电流、气隙1、作用在动铁心上的电磁力随时间变化的计算结果
图8-18 预期短路电流有效值为1.5kA、合闸相角为0°的开断过程仿真和实验的结果（续）
c）短路开断过程的实验结果
图8-19a、图8-19b、图8-19c分别为实验回路额定电压U=230V，预期短路电流有效值Ie=1.5kA、合闸相角ψ=90°时的SMCB两端电压、流过主回路和辅助回路的电流、回路总电流的计算结果，在主回路电流励磁作用下气隙1和作用在MR-35磁脱扣器动铁心上的电磁力计算结果，开断过程中系统电压、短路电流和SMCB两端电压的实验结果。
图8-19 预期短路电流有效值为1.5kA、合闸相角为90°的开断过程仿真和实验结果
a）SMCB两端电压、主回路电流、辅助回路电流和回路总电流的计算结果
图8-19 预期短路电流有效值为1.5kA、合闸相角为90°的开断过程仿真和实验结果（续）
b）短路电流、气隙1、作用在动铁心上的电磁力随时间变化的计算结果 c）短路开断过程的实验结果
表8-3对比上述1.5kA短路电流时的SMCB开断过程的部分典型参数的计算和实验结果。可以看出，计算结果和实验结果值也较为接近。同样地，随着合闸相角的增大，主动静触头开始分离的时间ti和燃弧时间ta越来越短。
表8-3 典型开断参数的计算和结果对比（Ie=1.5kA，ψ=0°和90°）
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