塑壳断路器触头故障分析与优化设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.007

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (7): 44-48.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.07.007

塑壳断路器触头故障分析与优化设计

刘海滨¹, 向小青², 周明明¹

1.大连船舶重工集团有限公司, 辽宁大连 116019
2.上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海 200063

收稿日期:2025-05-27 出版日期:2025-07-30 发布日期:2025-08-27
作者简介:刘海滨(1978—),男,研究员级工程师,主要从事船舶电气研究。|向小青(1986—),男,工程师,主要从事舰船用电器元件的设计与开发。|周明明(1982—),男,高级工程师,主要从事船舶电气研究。

Contact Failure Analysis and Optimization Design of Molded Case Circuit Breaker

LIU Haibin¹, XIANG Xiaoqing², ZHOU Mingming¹

1. Dalian Shipbuilding Industry Co.,Ltd., Dalian 116019, China
2. Shanghai Electric Apparatus Research Institute (Group) Co.,Ltd., Shanghai 200063,China

Received:2025-05-27 Online:2025-07-30 Published:2025-08-27

摘要/Abstract

摘要：

针对某双断点塑壳断路器(MCCB)进行有效值为8 000 A的短路过载试验,对出现的触头烧蚀故障进行了分析。首先对电动力进行理论计算,再利用Maxwell 3D有限元分析软件,结合Holm力计算公式,对双断点MCCB的电动斥力进行计算。两种计算结果趋势一致,通过对比给出触头烧蚀的原因。仿真计算结果与触头压力实测值的误差不超过8%,所用计算方法可为MCCB触头系统的设计和优化提供参考。

关键词: 塑壳断路器, 有限元分析, 电动力, 电动斥力, 触头

Abstract:

A short-circuit overload test under an effective current of 8 000 A is conducted on a certain double-break moulded case circuit breaker (MCCB),and the contact ablation fault that occurred is analyzed. First, a theoretical calculation of the electric force is performed. Then, using Maxwell 3D finite element analysis software combined with the Holm force calculation formula,the electric repulsion of the double-break MCCB is calculated. The trends of the two calculation results are consistent, and the cause of contact ablation is determined through comparison.The error between the simulation calculation result and the measured value of contact pressure does not exceed 8%,and the used calculation method can provide a reference for the design and optimization of the MCCB contact system.

Key words: molded case circuit breaker (MCCB), finite element analysis, electrodynamic force, electromagnetic repulsion force, contact

中图分类号:

TM561

刘海滨, 向小青, 周明明. 塑壳断路器触头故障分析与优化设计[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(7): 44-48.

LIU Haibin, XIANG Xiaoqing, ZHOU Mingming. Contact Failure Analysis and Optimization Design of Molded Case Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(7): 44-48.

图/表 10

图1

图2

表1

图3

图4

表2

图5

图6

表3

表4

参考文献 8

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材料名称	相对磁导率	电导率/ (S·m^-1)	密度/ (kg·m^-3)
铜	0.999 991	58 000 000	8 933
银	0.999 980	61 000 000	10 500
冷轧钢板08F	相关B-H曲线	2 000 000	7 872

名称	A相	B相	C相
洛伦兹力	89.63	90.50	90.04
单触头洛伦兹力	44.82	45.25	45.02

名称	A相	B相	C相
单触头洛伦兹力	44.82	45.25	45.02
Holm力	39.50	40.60	39.90
总电动斥力	84.32	85.25	84.92
实测触头压力	78.50	79.00	79.00

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