直流快速断路器灭弧系统的分析

当今国外很多快速断路器制造厂商生产的快速断路器的灭弧室结构形式，已从传统的带有磁吹装置的纵缝灭弧室，改为采用不带磁吹装置的栅片式灭弧室或绝缘钢片灭弧室以及螺旋电弧来弧室等，文章对直流快速断路的灭弧系统，各种灭弧室的灭弧原理及设计灭弧系统中的注意事项了介绍。     

电弧在多纵缝灭弧室中运动和熄灭的试验研究

以国产ＣＪ２０－４０接触器为研究对象，设计了多种结构的触头灭弧系统，用积分布程法计算了触头区域的吹弧磁场，通过试验得到了电弧在各种结构下的重燃率，研究了在不同的自励吹弧磁场作用下，多纵缝灭弧室的缝宽，缝数对电弧运动和熄灭的影响，确定了ＣＪ２０－４０接触器的最佳触头灭弧系统。     

大容量交流接触器灭弧性能的试验研究

通过试验波形图和高速摄影的方法研究了不同灭弧室结构对大容量交流接触器灭弧性能的影响。研究结果表明,导弧片的布置和引弧片的形状以及灭弧栅片与引弧片之间的位置关系都会对交流接触器的灭弧性能起到至关重要的作用。同时该试验方法能够缩短交流接触器的研发周期,降低研发成本。     

电磁式开关电器的磁路

电磁式开关电器分断短路电流的效果如何在很大程度上取决于分断电流的电弧被引入灭弧室陶瓷栅片缝中的特性。在电弧均匀地进入灭弧室的情况下灭弧最可靠。这时,各陶瓷栅片经受电弧作用的程度相同。短路电流分断后,恢复电压均匀地沿灭弧室长度方向分布。电弧引入灭弧室中的均匀性取决于开关电器磁系统所产生的横向磁场磁感应强度沿灭弧室长度方向两侧弧角间的分布特性,电弧就是沿两侧弧角进入陶瓷栅片的狭缝的。     

栅片灭弧室灭弧效率的耦合仿真及其测量方法

研究了栅片灭弧室中面向不规则导体的电-磁耦合瞬态建模方法,通过该模型分别求解了栅片灭弧室的稳态和瞬态响应过程。为对模型进行验证,建立了一套可以对栅片灭弧室灭弧效率直接进行测量和评估的测试系统,通过数控瞬时恒流源提供激励电流,利用不同空间位置分布的霍尔芯片,对断路器灭弧室内的磁感应强度进行直接测量,并对其灭弧效率进行计算。试验结果显示所建立的耦合模型可以较好预测栅片灭弧室中的磁通密度大小及其分布。在此基础上研究了不同磁导率和电导率对于灭弧室效率的影响。仿真结果表明,栅片灭弧效率随着栅片磁导率的增大而增加。进一步提高栅片的磁导率,其灭弧效率趋近饱和。当电导率处于较小值时,对栅片灭弧室的效率影响较小;进一步增大栅片的电导率,其灭弧效率将会降低。提高灭弧栅片的电导率可以减小灭弧室内吹弧磁场和磁吹弧力的瞬态响应峰值,增大其瞬态响应时间。     

双能式SF_6高压断路器灭弧室结构设计及熄弧特性仿真研究

为满足现代电网快速切断和保护的需求,SF_6高压断路器作为主要的一类线路保护装置,其灭弧性能有必要得到加强。针对目前自能式SF_6高压断路器灭弧时存在反应时差,提出一种新型活塞助气双能式SF_6高压断路器灭弧室结构,并以此为研究对象,在分析双能加强气流形成与灭弧机理的基础上,建立灭弧过程的气流场模型与电弧模型,采用Fluent软件对灭弧室内双能加强气流截断电弧时电弧耦合气流温度场变化过程进行仿真分析。仿真结果表明:提出的双能式灭弧室结构拟用于110 kV电压等级进行灭弧时具有良好的熄弧特性,能在5 ms时间内熄灭工频电弧并且可以在后续时间内有效抑制弧触头间二次燃弧。该灭弧室结构能够在电弧熄灭后继续保持灭弧通路内有冷态气流通过,可快速降低热膨胀室内的燃弧余温。通过该研究可以为提高SF_6高压断路器开断能力提供技术参考。     

磁流体仿真与正交试验融合设计的灭弧室性能优化方法

低压断路器开断过程产生的电弧是影响其开断性能的重要因素,研究并优化低压断路器灭弧性能是提高其品质的关键。该文提出一种磁流体仿真与正交试验融合设计的灭弧性能优化新方法。建立了基于磁流体理论的电弧等离子体模型,研究了跑弧道形状、灭弧栅片数量、横向磁场、灭弧室压力等对灭弧性能的影响,得出优化因素组合及变量范围。在此基础上,建立了多维电弧参量测试系统,将磁流体仿真与正交试验进行融合,分别设计了四因素三水平、四因素四水平正交试验,融合后获得五个因素对灭弧性能影响强弱的排序为：灭弧室压力、横向磁场、跑弧道形状、栅片数及触头材料。最后结果表明,灭弧室压力、横向磁场、跑弧道弧度、触头Agcd比例变大均能减小电弧转移时间,栅片为7片时电弧转移效果最好。     

基于分合闸电气量的真空断路器灭弧能力在线检测研究

高压真空断路器灭弧性能的退化易导致断路器触头动作过程中持续性电弧的产生,将会破坏触头表面粗糙度,导致滞后分合闸时间,严重时会引发击穿爆炸事故。因此,亟待开展高压真空断路器灭弧性能监测研究。现有对高压真空断路器灭弧性能的研究主要采用对灭弧室真空度的测量,但是存在测量周期较长、无法保证气密性等问题。通过分析灭弧室内熄弧原理,发现根据介质恢复时电弧电阻对电弧电流衰减特性的影响可以反演灭弧室内的熄弧水平。据此提取电弧电流趋势项作为灭弧能力的表征量,提出了一种仅基于电气量的高压真空断路器灭弧能力在线检测方法。该方法具有能够快速实时监测及测量手段安全的优势,现场实测数据及数字仿真验证了其有效性。     

低压断路器飞弧危害及其改进措施

低压断路器在分断电流过程中会产生电弧,当电弧喷出产品时形成飞弧,飞弧危害大,降低飞弧距离主要有改进触头及灭弧系统结构提高灭弧性能、采用消游离装置等吸弧、采用限流结构、采用双断点结构、采用真空灭弧室等措施。     

测量油断路器“引弧距”时应注意的问题

<正> 各种型号油断路器的灭弧室都具有特定的“引弧距”,是通过计算和试验得出的,它是油断路器的重要技术数据,即使几个毫米的误差,也会对灭弧性能影响很大,在断路器安装调试和检修时,必须严格地保证。 对于类似SN(?)—10型少油断路器的横吹灭弧室,一般是将静触头端部(引弧环或引弧触指端部)至灭弧室上第一横吹喷口的距离称为“引弧距”,它是直接决定灭弧过程中封闭泡阶段时间的。     

提高低压断路器分断能力的探讨

在分析了断路器的电流分断和灭弧过程的基础上,结合本厂的实际产品,提出了提高断路器分断能力的具体措施,通过对灭弧室和操作机构的改进,将舰用开关的分断能力由５０ｋＡ提高到７５ｋＡ。     

提高小型化交流接触器分断能力的探讨

本文在分析了交流接触器的分断和灭弧过程的基础上，结合我们开发的具体产品，提出了提高小型化小容量交换接触器能力的具体措施，通过对触头回路，灭弧室和触头材料的改进，将接触器的约定操作性能接通分断能力从Ic=72A提高到Ic=108A。     

限流断路器的混合式灭弧室的研究

研究窄缝灭弧室应用于交流低压限流断路器的可能性，通过栅片灭弧室与窄缝灭弧室限流性能对比，提出一种低压限流断路器的混合式灭弧室，它综合了两个灭弧室性能上的优点，实验证明，这种新型灭弧室的性能优于栅片灭弧室。     

新型灭弧系统对背后击穿现象的抑制作用

传统观点认为低压限流断路器的开断电弧进入灭弧室后,电弧就熄灭。近年来通过现代测试设备发现了开断电弧在灭弧室内外的多次转移,即背后击穿现象,降低了开断性能。本文介绍了一种应用于限流断路器的新型混合式灭弧系统,进一步对影响开断性能的不同材料、不同窄缝宽度进行试验。实验证明,新型的灭弧系统不仅有效地抑制了背后击穿现象的发生,而且进入灭弧室的电弧始终具有平稳的较高电弧电压,有效地提高了限流断路器的开断性能     

永磁磁场对开关电器灭弧性能影响的研究

在分析开关电器直流电弧熄灭原理的基础上 ,在触头弧隙加装不同规格的永磁体 ,通过不同结构永磁磁场对灭弧性能影响的分析及试验研究结果表明 ,在开关电器弧隙中加装永磁体后 ,永磁产生的磁场可提高灭弧能力 ,缩短燃弧时间。     

低压交流接触器新型结构的研究

本文在分析低压交流接触器不同结构的基础上,改进了接触器触头结构和来弧栅片结构,通过有关试验和计算,比较了新结构与原有结构在承载电流、电弧运动和灭弧能力等方面的性能,表明新型结构较原有结构的性能有很大的提高。     

新型混合式灭弧系统在限流断路器中的研究

低压限流断路器是广泛应用于工业与民用的低压电器,它采用多个栅片的灭弧室,利用近极压降将进入到灭弧室中的电弧电压提升到一个较高的值,从而在开断电路的同时还起到对短路电流的限制。目前背后击穿现象降低了开断性能。本文研究了一种将窄缩与栅片配合应用于限流断路器的新型混合式灭弧系统。控制了栅片间金属短弧的金属蒸气喷流,同时削弱灭弧室中热气体的回流。实验证明,新型的混合式灭弧系统不仅有效地抑制了背后击穿现象的     

气吹灭弧与压力脱扣技术促进了低压断路器分断性能提高

介绍了气吹灭弧技术的机理及实验研究，新型低压断路器采用气吹灭弧技术的灭弧室结构，以及利用灭弧室产气后生成的压力构成新型压力脱扣器来改进低压断路器限流性能。     

弧柱压降对塑壳断路器限流性能的作用

低压断路器依靠栅片分割电弧成短弧来熄灭电弧,传统的观点认为塑壳断路器限流作用主要依靠短弧的近极压降.从塑壳断路器尺寸紧凑、栅片数受限制出发,提出弧柱压降对限流同样起很大作用.用最新文献中提出的经验公式进行分析,并对一个实际塑壳断路器在带与不带灭弧栅片条件下进行分断试验,测量其电弧电压,说明弧柱压降对限流性能的贡献.用不同触头系统结构的断路器作对比实验,双向斥开的触头系统的分断性能高于单向斥开的触头系统,证实提高弧柱压降是一种有效的限流措施.     

低压直流断路器的设计和使用

根据直流电弧灭弧理论方法,分析了低压直流断路器的主要设计要点,包括多断口串联、触头导电系统、灭弧室、磁吹和气吹灭弧的设计.最后介绍了低压直流断路器的使用要求.