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高压喷射式熔断器是户外变压器的主要保护设备,为使变压器等用电设备不受过载电流频发的损伤,必须对喷射式熔断器开断过载电流的暂态过程进行充分的研究。熔断器开断过载电流的暂态过程的物理变化过程复杂,为便于研究,并结合实际开断物理过程,本文将高压喷射式熔断器开断过载电流的暂态过程分为弧前过程和电弧过程,并在以下三个方面做了研究工作。首先,对熔断器弧前过程的研究主要结合其等值电路,分析了熔丝在过载电流故障下弧前过程的温度场和电流场的数学模型,采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对过载电流为19A时,额定电流为6A的A型、B型两种熔丝的弧前温度场和电流场进行了仿真计算,得到两种熔丝的温度场和电流场分布。以熔体最大温度点达到其金属材料的汽化点所用时间为参考,得到两种熔丝的弧前时间分别为2.54s、0.92s,并将A型熔丝的仿真计算结果与弧前时间-电流曲线对比,相对误差为2.4%,在工程中可以接受,初步验证了计算模型的可行性。然后利用器壁侵蚀电弧分析了喷射式熔断器的电弧过程,囊括了电弧灼烧器壁和气体产气灭弧的整个过程,并采用熔管内两区域电弧模型分析喷射式熔断器器壁侵蚀电弧的质量、能量变化过程。同时,利用半经验的公式,计算了两种熔丝在电流产生的能量作用下,使消弧管产气的临界电流密度。分析了熔管分解的气体对电弧的作用过程及灭弧原理,同时分析了不同产气材料和不同灭弧气体对电弧熄灭过程的影响。最后,以国标GB15166.3-2008开断过载电流的试验要求进行开断试验研究,从开断试验的波形图中提取弧前过程和电弧过程的相关电流、电压数据信息,求取了弧前时间、燃弧时间和整个开断时间,其中两种熔丝的弧前时间分别为2.644s、0.931s,与仿真计算结果相对比,误差在允许范围以内,再次验证了仿真计算方法的可行性。本文较全面地分析了高压喷射式熔断器开断过载电流的弧前过程和电弧过程,并结合熔断器开断过载电流的试验研究,验证了仿真计算熔丝过载电流弧前时间的可行性,为熔丝产品的研发改进提供了新的研究方法,并对提升喷射式熔断器开断过载电流的性能有着重要理论意义和应用价值。