Numerical simulation of arc dynamics during interruption process of low-voltage circuit breakers

Numerical calculations simulating dynamic arc during a short circuit fault interruption in a low-voltage circuit breakers with different scenarios and models’ juxtapositions were implemented in this thesis. Coupling of different software to achieve more accurate data, namely magnetic field induction(magnetostatic) considering low-voltage circuit breaker components alongside with electrical transient circuit, a short circuit fault interrupting numerical arc model for low voltage circuit breakers has been developed. Based on this model the arc motion during the fault interruption process for low-voltage circuit breakers was simulated. This thesis also analyzes the influence of varying the inertia of movable arm contact of the low-voltage circuit breakers and power factor of our single-phase AC system, which can also be extrapolated to a three-phase AC system, on the fault current interruption.

In questa tesi sono stati implementati calcoli numerici che simulano l'arco dinamico durante un'interruzione di cortocircuito in un interruttore di bassa tensione con diversi scenari e giustapposizioni di modelli. Accoppiando diversi software per ottenere dati più accurati, vale a dire l'induzione del campo magnetico considerando componenti significativi dell'interruttore a bassa tensione insieme al circuito elettrico transitorio, è stato sviluppato un modello di arco numerico di interruzione di cortocircuito per interruttori a bassa tensione. Sulla base di questo modello è stato simulato il movimento dell'arco durante il processo di interruzione del guasto per gli interruttori di bassa tensione. Questa tesi analizza anche l'influenza della variazione dell'inerzia del contatto del braccio mobile degli interruttori di bassa tensione e del fattore di potenza del nostro sistema AC monofase, estrapolabile anche a un sistema AC trifase, sull'interruzione della corrente di guasto .