两种新型的纵磁结构真空灭弧室的研究比较

　　电工技术学报两种新型的纵磁结构真空灭弧室的研究比较刘东晖修士新王季梅古安交这大学电气工程学笼舌安710049七摘要，提出了涵新塑的观和极翻磁场的真空碰室电极厌，并对它们进行了狄句大，实验结果也证明了这点。

　　1引言在真空灭弧室中，随着电流的增加，阴极斑点当屯流衣超过临界值时，真空屯弧处于扩散状态，山阴极斑点给间隙提供带电离子勾金属蒸气当电流超过这临界值时，就会产生阳极斑点。阳极斑点的形成可以造成阳极大面积的熔化，这使得阳极给间隙间提供大量的金属蒸气，在阳极斑点形成后，不但会给电极造成很大的电磨损，此外更可能造成真空开关的开断失败。

　　通过给真空电弧施加纵向磁场，真空电弧可以保持在稳定与扩散的状态。同时使电弧较为均匀地分布于屯极面，降低电极面的榀升，还避免大量触头材料的蒸发。在此情况下，真空电弧具有很低的电弧电压及触头电磨损。因此通过使用纵向磁场可以增加真空开关的开断能力。这种类型的电极结构尤其适用于强电流和高电压场合。常用的纵向磁场电极结构有线圈式单极式和多极式，线圈润流，为了减少涡流，电极面需要开槽。而多极纵向磁场的电极结构可以抵消大部分电极面产生的润流，在电弧电流过零后，电极间的剩余磁场极小，尤其是电极中心部分，剩余磁场几乎为零，这十分有利于电流过零后，弧隙剩余等离子体的迅速扩散。

　　近期，西安交通大学研制出了两种新型的多极纵向磁场真空灭弧室，即双极与极纵向磁场结构2两种纵向磁场真空灭弧室的电极结构及原理结构及褓流磁距离公爪3不加铁心5，的分布坐标的方向参照2.由产生的纵向磁场要大⑶左山此，铁心域1上述两种电极结构，在邻近象限产生的磁场是极性相反而大小相同的，因此可以抵消大部分电极过零，剩余磁场几乎为零。因此触头片可以不开槽，从而改善了电极的机械，度。

　　3两种电极结构磁场的计算分析在计兑过程中。两种结构的电极参数取相同触头片以度2，拐忾宽度18拐臂厚度8，触头片材料采用的是以025.

　　3.1极纵向磁场电极结构两种方式的比较对极纵向磁场电极结构采取拐臂中间部分加铁心及不加铁心的两种方式分别进行计算，计算时加直流电流35计算结采3.

　　场方向意，其中为电极结构的平面箭头代电流方向，下两电极呈180放置，在触头间隙产生的方向上下交错的两个纵向磁场域。

　　拐臂鼽头片电极电杆场方向意，在电极中上1两拐臂成90放置，上下两电极也呈90放置，在触头间隙产生，头片电极导电杆日句衡捶3.2铁心结构对磁场的影响在交流电的运条件，电极中铁心的存会产生较大的涡流纟电弧熄火电极中的电流虽然同时消火，似触头间仍存在涡流产生的剩佘磁场。这个剩佘磁场将阻止剩余等离产体向周扩散，从而阻碍介质强度的迅速恢复，不利于电流的开断。1前较效的减少涡流的办法。；将铁心采取叠片的方式。文献3对不同叠片数目的铁心对润电流密度造成的影响进行了详细的计算，结果明，叠片数目越多，铁心中涡流密度人位越小，似应注意叠片之间+能压得太紧，6则铁心合片之间涡流在有些地方会肓贯通。

　　3.3双极和极纵向磁场电极结构的计算比较对双极和极纵向磁场的电极结构分别加交流电流频率50，峰值351时的纵向磁场进行了计算，结果45.

　　8实部坐标的方向参照阁化所小产生的纵磁场的实部和虚部意阁。

　　差3倍左右；相位分别滞后503和6.33，即时间分别滞后0.28和0.35相差不多。纵向磁场；随，间变化的达式分别为由此可，当电流过零时，即，58时，两者100.93，双极。以上结采明，当电流过零双极和几极纵磁结构的触头间隙均涡流4起的剩余磁场存在，只不过在轴心处剩佘磁场很小，接近为零。

　　4实验结果及分析针付述两种纵磁结构，分别进厅实验测试，样品的尺寸与理论计算所用参数致，即触头直径45，心宁灭弧室开断屯流分别为8.121.61和25时的电弧电流波电流值均为有效fl当电弧电流大于定值时，双极262，极25电弧分断失败，但这仍与相尺寸的1由45可以看出，在加交流电流的情况下，极纵磁结构与双极纵磁结构产生的纵向磁场的大值分别为97.13，和293.7，数值上两者相树纵睇咕构结构电极而的烧蚀情况更为严鼠这可能是闪为双极纵磁结构产生的纵向磁场较极纵磁结构产生真空灭弧室分断大电流的关键是触头间隙要求具有足够大的纵向磁场，而在考虑纵向磁场强度时，有部分学者认为磁场强度越强越打利于电弧电流的开断6.由此可以推断，双极纵磁结构的真空灭弧室较极纵磁结构的真交火弧节的极聊断电弧电流的能力要人。

　　5结论将分断失败的两个真空灭弧室打开参8.可以，出，双极纵磁结构的电极农而烧蚀区域较九触头面中间部位也有烧蚀似迹而极纵向磁场电极结构的触头面烧蚀情况更为严重还出现了偏烧现象，同时在触头侧臂有金属熔化的痕迹。

　　播权极木文比较两种新型的双极和极纵磁结构的，空火弧宇。通过理论计算和实验研宄明。这两种真空灭弧室的极限开断电流与相同直径的单极纵磁结构的真空灭弧室的极限开断电流相近，均能满足，断要求。但41比较而9双极纵磁结构真交火弧室的极限开断能力要优于叫极纵磁结构的真空灭弧室。

　　2王秀梅。真空开关理论及其应用。西安交通大学出版社，1几6 3刘志远。新型真空发电机断路器电流转移过程及真空电弧控制技术的研宄博士学位论文。西安西安交通大，2001 4贾申利。真空开断电弧特性研宄及其应用博士学位论文1.西安西安交通大学，1997 5尚文凯。真空触发间隙与马蹄型触头真空灭弧室特性研究博士学位论文1.两安西安通人卞，19呢6修士新。铁心式两极纵磁真空灭弧室特性及新型触头材料研究博士学位论文1.西安西安交通大学，1998 7冯慈璋。电磁场理论。北京高等教育出版社，1979刘东晖女，17年生，博士研究生，从事真空电弧理论及其应用的研究。

　　由实验结果也可看出，在近似电弧电流的作用修士新男，1967年生，博士，副教授，从事电器方面的研究工极纵磁结构电极面的烧蚀情况较双极纵磁作。