为了揭示低压断路器开断电弧运动过程的复杂物理现象,该课题尝试采用商用计算传热和流体动力学软件包PHOENICS,在层流模型的基础上,建立了考虑电弧、气流场、电磁场三者间相互作用的低压断路器开断电弧的三维动态磁流体动力学模型(MHD),该模型考虑了焦耳热、热传导、对流、辐射、洛仑兹力等对灭弧室中气流场的影响,并考虑了物性参数随温度的变化,为磁流体动力学在低压开断电弧数学模型中的应用做了探索性的工作.针对低压断路器器壁产气现象进行研究,建立了考虑电弧和器壁产气相互作用的电弧数学模型,并且使用该模型分析了几种不同器壁材料对灭弧室内气流场的影响. 电动斥力是影响断路器开断特性的重要因素之一,但由于低压断路器触头系统结构复杂,很难用经验公式准确地计算出电动斥力,该文提出了通过分析灭弧室内的磁场分布,计算触头系统电动斥力的方法,为低压断路器的触头系统设计提供了一种新的研究方法.并结合实验,验证了该方法的准确性. 对低压断路器的开断过程进行了分析,针对塑壳式断路器开断过程的结构特点,在动力学和运动学原理的基础上,提出了考虑电动斥力的开关机构数学模型.