真空断路器触头结构设计

2020-06-28 09:46:35 巨开电气

触头结构的作用主要是在真空灭弧室分断短路电流时,在触头间形成横向磁场或纵向磁场,从而限制触头表面阳极斑点的形成,提高灭弧室的分断能力。触头结构形成所需磁场的方式主要有两种:一是通过改变电流方向形成所需的磁场;二是通过设置磁性材料聚拢磁力线形成所需方向的磁场。常用的触头结构主要有圆盘形平板触头、横向磁场触头和纵向磁场触头。 

(1)圆盘形平板触头 

最简单的触头结构,只适用于开断小容量(6.3kA以下)的真空断路器和真空接触器,制造工艺简单,成本低。 

(2)横向磁场触头 

横向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线垂直的磁场。在足够的横向磁场的作用下,真空电弧沿着触头表面不断地高速运动,从而避免了触头表面的严重熔化,在电流过零后能迅速恢复绝缘强度,有利于电弧的熄灭。但横向磁场会将运动时的电弧弯曲拉长,使电弧电压及电弧能量变大,没能从根本上解决阳极斑点的形成问题,很难将分断电流提高到40 kA以上。横向磁场触头的典型结构主要有螺旋槽横磁(图2-7(a))、杯状横磁(图2-7(b))、万字槽横磁等。 

带螺旋槽形横向磁场触头适用于开断容量在8~25kA的真空断路器,这种触头能在大电流的电弧作用下产生横向磁场,驱使电弧运动,从而熄灭电弧。 

杯形横向磁场触头这种触头的最大优点是在开断电流时会增加横向磁场强度,使电弧沿着触头以极高的速度运动,大大减轻触头的烧损率提高开断能力。

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(3)纵向磁场触头: 

纵向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线方向一致的磁场。采用纵向磁场提高真空开关的分断能力与采用横向磁场的情况截然不同,纵向磁场的加入可以提高由扩散性电弧转变到收缩型电弧的转换电流值。在足够的的纵向磁场的作用下,电弧斑点在电极触头表面均匀分布,触头表面不会产生局部严重熔化,并具有电弧电压低、电弧能量小的优良特征,这对于弧后绝缘强度恢复,提高分断能力是十分有益的。目前,大容量的真空灭弧室多采用纵向磁场触头,这是因为纵向磁场触头具有电磨损小,使用寿命长和分断能力强等优点。 

纵向磁场触头分为单极型(图2-8)和多极型(图2-9)

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