真空灭弧室纵向和横向磁场触头及其优化应用

0概述 真空灭弧室主要用于配电、工业用断路器和电机控制的接触器上.真空灭弧室主要由真空密封外壳和安置在壳内的1对触头构成.为了其中1个触头能进行关合和开断动作,灭弧室还使用了不锈钢波纹管.

真空灭弧室磁场触头专利技术综述

本文从专利申请的视角对真空灭弧室磁场触头进行了简单的介绍,并分析了磁场触头类型特点以及针对不同结构的触头进行了专利分析,概述了磁场触头的发展方向。

考虑阴极斑点动态特性的真空灭弧室触头磁场计算方法研究

真空断路器广泛应用于中压电力系统中,利用触头线圈产生的磁场调控真空电弧是提高真空断路器开断能力的重要手段,然而目前的设计方法没有综合考虑阴极斑点动态运动与触头线圈磁场的耦合效应,影响其设计准确性和精度。本文建立了考虑阴极斑点与磁场耦合关系的触头磁场计算模型,根据阴极斑点分布计算触头间隙控制电弧的磁场,并由磁场推进阴极斑点运动。在四分之一匝线圈式触头下,分析了阴极斑点分布对触头磁场的影响,对比了考虑耦合关系对触头磁场计算结果造成的差异。仿真结果表明,在阴极斑点的初始扩散阶段,纵磁变化不明显,而横磁随阴极斑点扩散而变化;稳定燃弧时,考虑耦合关系与否的纵磁最大差值可达纵磁最大值的24.1%。本文所建立的模型以及计算方法为真空灭弧室触头提供了一种新的设计思路与方法。

两种不同结构纵一横复合触头磁场计算及电弧实验研究

磁场调控技术是提高真空断路器开断能力的重要方式,通过纵向磁场(AMF)可以使电弧保持扩散态,而横向磁场(TMF)可以驱动电弧在电极间高速旋转以降低触头的烧蚀。近年来,一种新型的复合磁场(TMF-AMF)触头得到了广泛关注,在电流较小时电弧保持扩散态,在电流大到一定程度出现电弧集聚时可以使电弧旋转。文中设计了两种不同结构的复合磁场触头,首先分析了两种触头的磁场,并进行了结构上的优化,然后进行了定开距条件下的触发电弧实验,比较了两种触头结构的电弧特性,研究结果表明:结构1的复合触头能充分利用整个触头盘,而结构2的复合触头将电弧束缚在内触头盘附近,不能充分利用外触头盘,更容易出现金属熔化。

双极性纵磁场触头

本文介绍了双极性纵磁场触头，计算并评估了这种磁场触头。对这种真空开关管进行了制作和测试。结果表明：这一原理适合于大电流及高电压的应用。

采用4种不同纵磁触头结构的126kV单断口真空断路器温升性能对比研究

为进一步提升126 kV单断口真空断路器额定通流能力,文中针对4种采用不同纵磁触头结构的126 kV真空断路器的温升特性通过仿真进行了对比研究。4种纵磁触头分别为2/3、3/4匝线圈型、马蹄铁型和开槽马蹄铁型纵磁触头。有限元仿真结果表明在通流3150 A时4种触头的热态交流电阻分别为30.2、36.9、24.0、16.3μΩ。4种断路器整机的温度分布采用有限体积法计算得到,温升仿真模型由通流2500 A下的实验结果验证。结果表明,仿真模型在灭弧室周围的5个测温点内计算误差小于10%,最大的计算误差由于未考虑外部接线的影响,出现在断路器端部,为36%。通过对4种纵磁触头在3150 A下的温升特性进行仿真,发现开槽马蹄铁型纵磁触头在上述4种触头结构中具有最好的温升表现,并且其3150 A温升特性符合国标要求,其中温升最高的测温点温升为66 K。

限流器布局方式对真空灭弧室内部磁场影响的仿真研究

为了研究限流器布局和走线方式、电抗器双臂通流和单臂限流状态对真空灭弧室内部磁场的影响,分别建立真空灭弧室模型和电抗器模型,采用有限元法计算4个真空灭弧室串联布局方式对每个灭弧室电极间磁场的影响,以及电抗器双臂通流和单臂限流时在灭弧室位置产生的磁场。计算结果表明:灭弧室的布局对灭弧室电极间的纵向磁场几乎没有影响,电抗器的双臂通流和单臂限流状态对灭弧室内部磁场的影响也很小。这个结果说明限流器布局和走线方式不会影响限流器的短路电流开断能力。

真空断路器技术的进步

近20年来,真空断路器有了很大的发展,这得益于真空断路器技术的进步。真空断路器技术的进步表现在大容量化、低过电压化、智能化和小型化。而这一进步又是由于真空技术、灭弧室技术的发展及采用新工艺、新材料及新操动技术的结果。

早期真空开关的发展

介绍了真空开关从诞生到进入电力系统的发展历程，包括真空开关诞生的历史背景，第一台真空开关的情况，真空开关发展初期遇到的挫折，合金触头材料、横向磁场触头、纵向磁场触头及屏蔽罩等关键技术的出现，以及真空开关在美国、英国、日本、欧洲其他一些国家和中国的发展。

行业动态

温州宏丰电工合金有限公司;天水长城电工器材厂;高压真空灭弧室纵向磁场触头获得国家实用新型专利;武钢大型厂重轨攻关喜获成功;“新型稀土铁基纳米晶永磁材料的磁性研究”成果获北京科学进步一等奖;欧盟又将出EuP环保指令;……

VED4—40．5固封极柱断路器

VED4-40．5固封极柱断路器是江苏东源电器集团股份有限公司自行研制开发的新一代40．5kV户内中置式真空断路器。产品关键技术创新点为采用新型固封技术、新型固封专用的真空灭弧室、真空密封的独特设计和纵磁场触头设计．采用新型气体隔离焊接工艺．塔型结构的固封极柱安装端采用内外双裙边设计，产品采用中置式结构设计，从而使整机体积小、结构紧凑、刚性好、运动灵活、配合精度高。