圆形区域匀强磁场对带电粒子运动方向的作用

从圆形区域匀强磁场边界上同一点入射的带电粒子束,经圆形匀强磁场偏转后转变为平行的带电粒子束,该现象的逆过程就是通常所说的磁聚焦.文章首先运用中学数学知识推导出射角的余弦随入射角变化的函数表达式.根据该表达式讨论得出：粒子做匀速圆周运动的半径r与圆形磁场区域半径不相等时出射角α的范围,两半径相等时出射角为90°的结论.目的在于使人们认识到磁聚焦及其逆过程只是磁偏转在某些条件下的特定结果,提升对这一问题的认识.

大容量发电机出口真空灭弧室研制

从试验角度出发,结合产品在大容量开断过程中出现的问题,阐述了15 kV/6300 A/80 kA发电机出口真空灭弧室的研制过程。首先梳理了试验项目难度和参数,确定了100%系统源非对称短路开断(T100a)是最为严苛的试验方式,分析了发电机断路器区别于常规断路器的主要试验参数。然后对优化前灭弧室磁场幅值和分布情况进行仿真分析,在试验样机上进行了T100a后开极长燃弧试验,对试验波形和灭弧室解体后的触头情况进行深入研究和分析,初步确定长燃弧时间下电弧能量集中降低了触头间隙的弧后介质恢复速度导致开断失败。基于上述分析,从触头直径、磁场幅值、强磁场区域分布、主屏蔽罩材料及厚度、Cu Cr合金触头材料及工艺选择多个方面对真空灭弧室开展了结构优化。最后基于优化改进的真空灭弧室,再次进行了T100a后开极长燃弧试验并且顺利通过,验证了该文提出的短路电流裕度系数1.29倍是可行的。同时验证了触头直径160mm,触头间隙磁场大于4m T/k A的强磁场区域覆盖面积占比为31.6%,电流峰值时刻的磁场幅值达到5.5m T/kA的条件下,产品能够可靠开断80 kA短路电流。该研究为大容量发电机出口真空灭弧室设计提供了重要依据。