مدل سازی و شبیه سازی قوس الکتریکی در کلید گازی با استفاده از معادلات MHD

یکی از مهم ترین بخش های هر شبکه الکتریکی، کلیدهای قطع و وصل جریان و ولتاژ هستند که بر اساس نوع کاربرد و ساختمان آنها به چند دسته اساسی تقسیم می شوند. یکی از انواع طبقه بندی ها بر اساس ساختمان و ساختار عملکرد می باشد که بر این اساس کلیدهای گازی، خلا، روغنی، هوا فشرده، هوا مغناطیسی و... معرفی می شوند. در این میان کلیدهای گازی با توجه به قابلیت استفاده وسیع در سطوح ولتاژ بالا، به عنوان پرکاربردترین کلیدها شناخته می شوند و بر همین اساس، بررسی رفتار کلید در حالت های مختلف از جمله بررسی قوس الکتریکی تشکیل شده بین الکترودها در لحظه قطع کنتاکت ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله سعی شده بر اساس قوانین حاکم بر رفتار سیال در حوزه الکترومغناطیسی و معادلات MHD (مغناطیسی، هیدرودینامیکی) رفتار قوس الکتریکی به صورت دقیق مدل سازی و شبیه سازی شود. در ادامه پس از مدل نمودن قوس، تاثیر اعمال میدان های مغناطیسی خارجی بر روی قوس و حرکت آن در محفظه کلید جهت خنک سازی و خفه نمودن قوس در حالت دوبعدی با استفاده از نرم افزار تحلیل فیزیک چندگانه COMSOL شبیه سازی شده است.