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真空灭弧室触头设计:提高开断能力与控制电弧形态

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:真空灭弧室的触头既需要在正常情况下导通额定工作电流,又需要在故障情况下开断故障电流,因此对触头要求很高,结构也比较复杂。在真空灭弧室的大电流开断过程,阳极过程起到决定性作用,阳极斑点的产生往往会导致开断失败。所以在提高真空灭弧室开断能力方面,以往的研究者采取了很多方法,主要是利用磁场控制电弧形态,减轻在燃弧过程中对阳极的烧蚀。这在近年来的大开断容量真空灭弧室中得到了广泛的应用。

真空灭弧室触头设计:提高开断能力与控制电弧形态

真空灭弧室的触头既需要在正常情况下导通额定工作电流,又需要在故障情况下开断故障电流,因此对触头要求很高,结构也比较复杂。对于正常导通情况,主要是触头导电接触面的材料发挥决定性作用,对该材料的基本要求是接触电阻要尽量小。而在打开过程主要需要考虑熄弧能力,这涉及阴极过程、阳极过程以及弧后暂态恢复电压过程,十分复杂。目前广泛使用铜铬合金触头,根据开断容量的不同,有不同合金比例的材料可供选用。在真空灭弧室的大电流开断过程,阳极过程起到决定性作用,阳极斑点的产生往往会导致开断失败。所以在提高真空灭弧室开断能力方面,以往的研究者采取了很多方法,主要是利用磁场控制电弧形态,减轻在燃弧过程中对阳极的烧蚀。磁场控制的基本方法有两种:一种是在燃弧过程中施加径向磁场,该磁场方向由电弧弧柱中心径向向外,与弧柱电流方向垂直,也称作横向磁场。该磁场可以驱动弧柱在触头表面快速旋转移动,减少对触头表面的加热和烧蚀。另一种是在燃弧过程中施加轴向磁场,该磁场方向与弧柱电流方向平行,由阴极指向阳极(或反之),也称纵向磁场。该磁场主要约束弧柱在阳极表面的收缩,降低阳极表面的能量输入密度,防止阳极熔化和蒸发。纵向磁场可以充分利用触头表面积,极大地提高灭弧室的开断容量。这在近年来的大开断容量真空灭弧室中得到了广泛的应用。产生磁场的方式有多种,触头结构有所不同,下面就常用的结构进行介绍。(www.xing528.com)

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