各類斷路器的滅弧原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上引用 各類斷路器的滅弧原理 2010-10-27 15:24:38 閱讀30 評論0   字號：大中小 訂閱 本文引用自緣分的天空 引用 的 真空斷路器滅弧原理？在真空斷路器分?jǐn)嗨查g，由于兩觸頭間的電容存在，使觸頭間絕緣擊穿，產(chǎn)生真空電弧。由于觸頭形狀和結(jié)構(gòu)的原因，使得真空電弧柱迅速向弧柱體外的真空區(qū)域擴(kuò)散。當(dāng)被分?jǐn)嗟碾娏鹘咏銜r，觸頭間電弧的溫度和壓力急劇下降，使電弧不能繼續(xù)維持而熄滅。電弧熄滅后的幾s內(nèi)，兩觸頭間的真空間隙耐壓水平迅速恢復(fù)。同時，觸頭間也達(dá)到了一定距離，能承受很高的恢復(fù)電壓。所以，一般電流在過零后，不會發(fā)生電

2、弧重燃而被分?jǐn)?。這就是其滅弧的原理。SF6開關(guān)的滅弧原理10kV SF6斷路器滅派性能優(yōu)良，不僅在于SF6氣體本身，而且采用旋弧式滅弧室。目前，國內(nèi)外在10kV電壓級的SF6斷路器研制上，廣泛采用了具有良好滅弧性能的旋弧式滅抓室，它利用短路電流來建立磁場，使電弧在電磁力的作用下高速旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到自動滅弧的作用。其滅弧原理從圖1可見：當(dāng)短路開始，電信號反饋到脫扣器，使開關(guān)分閘。在分閘的瞬間，動觸頭和靜觸頭之間就產(chǎn)生了電弧。動觸頭繼續(xù)向下運(yùn)動，電弧很快轉(zhuǎn)移到引弧電極上。此時，繞在圓筒電極外而串聯(lián)在靜觸頭與圓筒電極之間的磁吹線圈通過短路電流，因而產(chǎn)生了磁場，于是電磁力驅(qū)使電弧高速旋轉(zhuǎn)， 在SF6氣體中

3、，電弧的高速旋轉(zhuǎn)使得其離子體不斷地與新鮮的SF6氣體接觸，以充分發(fā)揮六氟化硫的負(fù)電性，從而迅速地熄滅電弧。油斷路器的滅弧原理當(dāng)油斷路器開斷電路時，只要電路中的電流超過0.1A，電壓超過幾十伏，在斷路器的動觸頭和靜觸頭之間就會出現(xiàn)電弧，而且電流可以通過電弧繼續(xù)流通，只有當(dāng)觸頭之間分開足夠的距離時，電弧熄滅后電路才斷開。1OkV少油斷路器開斷20KA時的電弧功率，可達(dá)一萬千瓦以上，斷路器觸頭之間產(chǎn)生的電弧弧柱溫度可達(dá)六七千度，甚至超過1萬度。油斷路器的電弧熄滅過程是，當(dāng)斷路器的動觸頭和靜觸頭互相分離的時候產(chǎn)生電弧，電弧高溫使其附近的絕緣油蒸發(fā)氣化和發(fā)生熱分解，形成滅弧能力很強(qiáng)的氣體（主要是氫氣）和

4、壓力較高的氣泡，使電弧很快熄滅。滅弧的種類：滅弧有磁吹，縱縫滅弧，橫吹的等等！磁吹當(dāng)然是利用磁力來滅弧。因為電弧本身就是一個比較大的電流，用線圈通上電流，當(dāng)然線圈必須是在電弧的兩邊，把電弧加在中間！當(dāng)有電弧的時候，線圈用自己本身的磁力，把電弧拉長，讓他自動熄滅！可以引申以下，原先的斷路器是用油來滅?。ó?dāng)然不是單純的用油），也就是電弧形成時，會把油電離，電離出來的氫氣會把電弧吹滅！現(xiàn)在的SF6斷路器的滅弧能力是氫氣的6-8倍，所以現(xiàn)在的斷路器都是用FS6滅弧。縱縫是把電弧引到縫里面，從而滅弧。柵片是把電弧分成一段一段的，然后滅??！高壓跌落熔斷器的滅弧原理大家都知道在高壓大電流的場合，開關(guān)為了滅弧

5、常常用較復(fù)雜的方法和結(jié)構(gòu)，而高壓跌落式熔斷器卻只需要一個很簡單的膠管就可以順利且很好的實現(xiàn)滅弧，主要原因是：第一、高壓跌落熔斷器電流不是很大。產(chǎn)生的電弧不是很大。第二，是用空氣來熄滅電弧的。有點(diǎn)和空開的滅弧原理一樣。只是結(jié)構(gòu)不同而已。 滅弧目錄 基本釋義 滅?。合娀鸹?電弧: 電火花 應(yīng)用與裝置應(yīng)用: 滅弧脂，良好的滅弧性和導(dǎo)電性,防止積炭和產(chǎn)生電火花。 滅弧裝置: 圍繞著機(jī)械式開關(guān)的弧觸頭，用以限制電弧并幫助電弧熄滅的裝置。 產(chǎn)生電弧的根本原因在于開關(guān)電器觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子，當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭間存在足夠大的外施電壓，而且電路電流也達(dá)到最小生弧電流時，就會強(qiáng)烈游離而

6、形成電弧。 滅弧的主要措施(1)增大近極電壓降。主要方法是把電弧分隔為許多串聯(lián)短弧。若利用金屬片將長弧切成若干短弧，則電弧上的電壓降將近似增大若干倍，電弧就不能維持燃燒而迅速熄滅。 (2)增大弧柱電壓的順軸梯度。主要方法是加強(qiáng)對電弧的冷卻。具體方法有：迅速拉長電??；讓電弧在固體介質(zhì)所形成的狹溝中燃燒；利用外力吹動電?。粚⒋执蟮碾娀》殖扇舾善叫械募?xì)小電弧。上述具體方法除能達(dá)到增大電弧冷卻面積，加強(qiáng)熱交換，加速電弧的冷卻，實現(xiàn)增大弧柱電壓的順軸梯度的目的外，還因電弧冷卻了能使觸頭溫度下降，從而又可達(dá)到增大近極電壓降的目的。 (3)增大電弧長度。主要方法是增大觸頭的開距；利用外力吹動(拉長)電弧。

7、(4)改善滅弧介質(zhì)，增大弧隙間的電絕緣強(qiáng)度工廠供電 開關(guān)電器的滅弧 電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生的物理現(xiàn)象， 其特點(diǎn)是光亮很強(qiáng)和溫度很高。 它不僅對 觸頭有很大的破壞作用，電弧的產(chǎn)生對供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行有很大影響。首先，電弧延長了 電路開斷短路電流的時間。 在開關(guān)分?jǐn)喽搪冯娏鲿r， 開關(guān)觸頭上的電弧就延長了短路電流通 過電路的時間，使短路電流危害的時間延長，這可能對電路設(shè)備造成更大的損壞。同時，電 弧的高溫可能燒壞開關(guān)的觸頭，燒毀電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，甚至可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 此外，強(qiáng)烈的電弧可能損傷人的視力，嚴(yán)重的可導(dǎo)致人失明。因此，開關(guān)設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計上 就要保證其操作時電弧能迅速地熄滅。

8、我們知道電弧的產(chǎn)生會對供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生非常不利的影響， 因此有必要了解下 電弧產(chǎn)生的原因：在實際中，開關(guān)觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r之所以會有電弧，原因在于觸頭本身及 觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量的可被游離的電子。 當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭之間存在足夠大的外施電壓的 條件下，這些電子就有可能被強(qiáng)烈電離而產(chǎn)生電弧。那么要使電弧熄滅，就必須使觸頭間電 弧中的去游離率大于游離率，即其中離子消失的速率大大于離子產(chǎn)生的速率。 所以在電氣設(shè)備的運(yùn)行中，常常會采用下列幾種方法滅弧：速拉滅弧法、冷卻滅弧法、 吹弧滅弧法、長弧切短滅弧法、狹溝或狹縫滅弧法、真空滅弧法和六氟化硫滅弧法。 1.速拉滅弧法 速拉滅弧法： 速拉滅弧法 這是開

9、關(guān)電器中普遍采用的最基本的一中滅弧法。 迅速拉長電弧， 可使弧隙的電場強(qiáng)度 驟降，離子的復(fù)合迅速增強(qiáng)，從而加速斷乎的熄滅。這種方法是利用開關(guān)中裝設(shè)的強(qiáng)有力的 斷路彈簧，快速分?jǐn)嘤|頭，迅速拉長電弧，最終達(dá)到滅弧的目的。 2.冷卻滅弧法： 冷卻滅弧法： 冷卻滅弧法 通過降低電弧的溫度，使電弧中的高溫游離減弱，正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，使電弧加速熄 滅。這種方法在開關(guān)電器中也應(yīng)用普遍，也是一種基本的滅弧方法。 以上兩種滅弧法都是利用空氣的流動降溫滅弧的， 低壓小功率電器開關(guān)基本上都是空氣 自然冷卻滅弧。如一般接觸器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。 3.吹弧滅弧法： 吹弧滅弧法： 吹弧滅弧法 利用外力（如氣流、油流或電磁力）

10、來吹動電弧，使電弧加速冷卻，同時拉長電弧，降 低電弧中的電場強(qiáng)度，使離子的復(fù)合和擴(kuò)散增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。這種滅弧方法的滅 弧能力不是很強(qiáng)，滅弧速度也不快，一般是用于中低電壓的電路開關(guān)中。 4.長弧切短滅弧法： 長弧切短滅弧法： 長弧切短滅弧法 由于電弧的電壓降主要降落在陰極和陽極上，其中陰極電壓降又比陽極電壓降大得多， 而電弧的中間部分（弧柱）的電壓降是很小的。因此如果利用金屬片將長弧切割成若干倍。 當(dāng)外施電壓小于電弧上的電壓降時， 則電弧不能維持而迅速熄滅。 利用鐵磁將觸頭間電弧快 速吸入鋼滅弧柵。同時鋼片對電弧還有一定的冷卻降溫作用。 5.粗弧分細(xì)滅弧法： 粗弧分細(xì)滅弧法： 粗弧分細(xì)

11、滅弧法 將粗大的電弧分成若干平行的細(xì)小電弧， 使電弧與周圍介質(zhì)的接觸面增大， 改善電弧的 散熱條件，降低電弧的溫度，從而加速電弧中離子的復(fù)合和擴(kuò)散都得到加強(qiáng)，使電弧加速熄 滅。 6.狹溝滅弧法： 狹溝滅弧法： 狹溝滅弧法 利用電動力吹弧使電弧進(jìn)入絕緣柵片內(nèi)， 使電弧在固體介質(zhì)所形成的狹溝中燃燒， 改善 了電弧的冷卻條件， 同時由于電弧與介質(zhì)表面接觸使帶電質(zhì)點(diǎn)復(fù)合大大增強(qiáng)， 從而加速電弧 工廠供電 的熄滅。比如有的熔斷器熔管內(nèi)充填石英砂，在熔斷器中充填石英砂，其目的是為了增強(qiáng)熔 斷器的滅弧能力。石英砂具有較高的導(dǎo)熱性和絕緣性能，并且與電弧有很大的接觸面積，便 于吸收電弧能量，因此能使電弧迅速冷卻

12、。使熔絲在石英砂中熔斷。 7.真空滅弧法： 真空滅弧法： 真空滅弧法 因為真空具有較高的絕緣強(qiáng)度。 如果將開關(guān)觸頭裝在真空容器內(nèi)， 則在觸頭分?jǐn)鄷r其間 產(chǎn)生的電弧一般較小，且在電流第一次過零時就能熄滅電弧。比如在真空斷路器分?jǐn)嗨查g， 由于兩觸頭間的電容存在， 使觸頭間絕緣擊穿， 產(chǎn)生真空電弧。 由于觸頭形狀和結(jié)構(gòu)的原因， 使得真空電弧柱迅速向弧柱體外的真空區(qū)域擴(kuò)散。 當(dāng)被分?jǐn)嗟碾娏鹘咏銜r， 觸頭間電弧的 溫度和壓力急劇下降，使電弧不能繼續(xù)維持而熄滅。電弧熄滅后的幾 s 內(nèi)，兩觸頭間的真 空間隙耐壓水平迅速恢復(fù)。 同時， 觸頭間也達(dá)到了一定距離， 能承受很高的恢復(fù)電壓。 所以， 一般電流在過零

13、后，不會發(fā)生電弧重燃而被分?jǐn)唷＿@就是其滅弧的原理。 8.六氟化硫滅弧法： 六氟化硫滅弧法： 六氟化硫滅弧法 由于六氟化硫（SF6）具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強(qiáng)度約為空氣的三倍， 其絕緣強(qiáng)度恢復(fù)的速度約比空氣快一百倍， 因此采用六氟化硫來滅弧可以大大提高開關(guān)的斷 流容量和縮短滅弧時間。原理是：當(dāng)短路開始，電信號反饋到脫扣器，使開關(guān)分閘。在分閘 的瞬間，動觸頭和靜觸頭之間就產(chǎn)生了電弧。動觸頭繼續(xù)向下運(yùn)動，電弧很快轉(zhuǎn)移到引弧電 極上。此時，繞在圓筒電極外而串聯(lián)在靜觸頭與圓筒電極之間的磁吹線圈通過短路電流，因 而產(chǎn)生了磁場，于是電磁力驅(qū)使電弧高速旋轉(zhuǎn)， 在 SF6 氣體中，電弧的高速旋轉(zhuǎn)使得

14、其離 子體不斷地與新鮮的 SF6 氣體接觸，以充分發(fā)揮六氟化硫的負(fù)電性，從而迅速地熄滅電弧。 以上介紹的滅弧方法各有優(yōu)缺點(diǎn)， 在不同的場合常常根據(jù)具體情況選用不同的開關(guān)電器 來滅弧，或者同時利用幾種不同的滅弧方法來達(dá)到迅速滅弧的目的。在低壓輸配電網(wǎng)絡(luò)中，塑殼斷路器是重要的基礎(chǔ)元件之一，對于那些經(jīng)常會發(fā)生用電設(shè)備過載、短路的場合，能安全、可靠地切斷故障電流，防止事故擴(kuò)大危及到整個輸配電系統(tǒng)。國外ABB、西門子、施耐德等公司已經(jīng)推出新一代產(chǎn)品，國內(nèi)正泰集團(tuán)、德力西電器、百利電氣等企業(yè)也在低壓電器領(lǐng)域形成第四代塑料外殼式斷路器，新一代電器的主要技術(shù)特征為：高性能的觸頭滅弧系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，電子式

15、脫扣器，性能優(yōu)越，安裝方式簡便多樣，與現(xiàn)場總線進(jìn)行通訊等。 高性能觸頭滅弧系統(tǒng) ABB公司、施耐德、GE等歐美大部分公司新一代產(chǎn)品采用雙斷點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式觸頭系統(tǒng)，加強(qiáng)了短弧度近陰極效應(yīng)，具有較高的電弧電壓，以提高分?jǐn)嗄芰?，并省去軟連接。以日本三菱、富士公司為代表的產(chǎn)品仍采用單斷點(diǎn)觸頭系統(tǒng)。 國內(nèi)部分企業(yè)申請了相關(guān)雙斷點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式觸頭的專利，如浙江正泰電器股份有限公司申請的發(fā)明專利.5（申請日：2001.10.30、公開日：2003.05.07）公開了一種多極低壓雙斷點(diǎn)塑殼斷路器，它的特點(diǎn)是每極的兩個滅弧室由相對獨(dú)立的密封單元組裝構(gòu)成，各極的動觸頭通過觸頭支持設(shè)置在同一轉(zhuǎn)軸上，觸頭支持通過一連桿與設(shè)置在其

16、中一個小殼體上的操作機(jī)構(gòu)相連；大殼體上設(shè)有極間隔墻，所述隔墻上設(shè)有支承所述轉(zhuǎn)軸的軸承。該發(fā)明采用相對簡單的結(jié)構(gòu)，達(dá)到各單極單元之間可靠的機(jī)械連接和傳動；同時，并使安裝更為靈活和方便，可簡化裝配工藝，降低制造成本。 采用電子式脫扣器 電子脫扣器是微電子、計算機(jī)和通信技術(shù)的結(jié)合，具有傳統(tǒng)熱磁脫扣器不可比擬的優(yōu)勢。如：脫扣特性穩(wěn)定，不受環(huán)境溫度及氣候的影響；脫扣電流和時間的精度較高；整定電流可調(diào)，并可設(shè)置不同的特性曲線以適應(yīng)各種負(fù)載保護(hù)的要求；電子脫扣器可以派生通信功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化控制，還可派生區(qū)域聯(lián)鎖、電量監(jiān)控及電能分析等輔助功能。各公司的新一代塑殼斷路器均可安裝電子脫扣器，并逐漸向160A及以下

17、的小容量額定電流殼架發(fā)展。 如ABB公司推出的SACE Isomax S 低壓塑殼斷路器采用微處理器電子式脫扣器，分?jǐn)喾绞胶托螤钐厥獾拈_斷元件使斷路器能在極短時間內(nèi)斷開高達(dá)200kA的短路電流。 常熟開關(guān)制造有限公司推出的CM1E系列電子可調(diào)式塑料外殼式斷路器采用電子可調(diào)脫扣器和單片機(jī)控制，通過對信息的采集、分析和處理，指揮和控制斷路器的運(yùn)行狀態(tài)。 高性能：分?jǐn)嗄芰_(dá)50KA100KA 目前國內(nèi)外新一代塑殼斷路器產(chǎn)品綜合技術(shù)和性能指標(biāo)都有了很大的提高，可滿足整個配電系統(tǒng)的要求，同時也考慮到系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，下面就列舉部分國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)各種殼架等級的塑殼斷路器產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。低壓電器中

18、觸頭滅弧系統(tǒng)的設(shè)計低壓電器中觸頭滅弧系統(tǒng)的設(shè)計 奚  泓 (上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司，上海 )0  引  言 觸頭滅弧系統(tǒng)作為低壓電器的基本構(gòu)件，其設(shè)計的好壞，直接影響到產(chǎn)品的性能。本文針對觸頭滅弧系統(tǒng)設(shè)計中的一些問題作了闡述。 1 觸頭設(shè)計 11 接觸形式 在實際觸頭設(shè)計中，如斷路器的觸頭大多采用線接觸，靜觸頭常設(shè)計成平面，而動觸頭設(shè)計成弧面，在分?jǐn)喽搪冯娏鲿r有利于電弧進(jìn)入滅弧室；接觸器由于要達(dá)到高的機(jī)械電氣壽命要求，除了采用線接觸的形式，也有采用多點(diǎn)接觸的形式，如觸頭表面設(shè)計成網(wǎng)格形式，其觸頭支持的結(jié)構(gòu)要求在觸頭接觸過程中能盡量磨掉表面的氧化層。在動

19、靜觸頭配對時往往使靜觸頭的硬度稍大于動觸頭的硬度。 12 觸點(diǎn)形式 根據(jù)動靜觸頭在分?jǐn)酄顟B(tài)下的斷點(diǎn)數(shù)，可分為單斷點(diǎn)和雙斷點(diǎn)。在新一代低壓電器設(shè)計中，趨向于采用雙斷點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式，并通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，克服了傳統(tǒng)意義上單斷點(diǎn)和雙斷點(diǎn)的一些缺點(diǎn)，使性能得到了提高。 13 觸頭結(jié)構(gòu) 在低壓電器中，電動力對電器的性能影響很大。為了達(dá)到好的限流效果，在分?jǐn)喽搪冯娏鲿r往往利用電動斥力來幫助觸頭斥開，因此，在新一代低壓電器設(shè)計中通常將靜觸頭設(shè)計成U型，使動靜觸頭問電流的方向相反。在有Icw指標(biāo)要求的開關(guān)電器中，觸頭一般不設(shè)計成U型結(jié)構(gòu)，而采用使動靜觸頭間電流的方向相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 14 觸頭材料 觸頭的接觸電阻與觸

20、頭材料有直接的關(guān)系，觸頭材料在溫度達(dá)到一定數(shù)值后，其機(jī)械強(qiáng)度就會顯著降低。為保證觸頭的可靠工作，觸頭在長期發(fā)熱時的表面穩(wěn)定溫升不應(yīng)超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限允許溫升，具體數(shù)值可在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中查閱。低壓電器中常用觸頭材料如表1所示。  2 觸頭滅弧系統(tǒng)的設(shè)計 圖1為一種斷路器觸頭滅弧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局。圖中，16、17分別為斷路器的動靜觸頭，10為滅弧室。 該結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新點(diǎn)在于引弧片的設(shè)計和滅弧柵片的安裝設(shè)計。下引弧片 12伸進(jìn)位于滅弧室10后面的空間，而上引弧片11通過滅弧室 10 的絕緣板14的相應(yīng)結(jié)構(gòu)與該空間隔開。上、下引弧片的結(jié)構(gòu)設(shè)計能提高滅弧能力，防止滅弧室后面空間內(nèi)的電

21、弧短路。一般斷路器的滅弧室由于受體積的限制，由滅弧柵片和絕緣隔板組成，滅弧室通常安裝在斷路器的基座內(nèi)，滅弧柵片位于動、靜觸點(diǎn)的附近，滅弧柵片設(shè)計成平行排列。由于滅弧柵片的支腳越細(xì)長，電弧從觸點(diǎn)開始向滅弧室運(yùn)動的電磁力就越大，若此時柵片的問隔不均勻，細(xì)長的支腳則有可能相互抵靠在一起，會產(chǎn)生熔結(jié)在一起的危險。圖中，滅弧室的側(cè)壁設(shè)計有絕緣間隔件，安裝時將滅弧柵片插入絕緣間隔件，以保證柵片間的間隔和安裝的可靠。 觸頭設(shè)計成橋形結(jié)構(gòu)，當(dāng)額定電流 >32 A時動觸頭導(dǎo)電排可采用純銅材料；額定電流 <32 A時可考慮用黃銅，其銅排的電流密度一般比靜觸頭略小。靜觸頭導(dǎo)電排采用圖l所示的結(jié)構(gòu)，有利于

22、分?jǐn)喽搪冯娏?，在大電流時可采用純銅材料，在小電流時可考慮用鐵覆銅材料，這樣可設(shè)計成上引弧片1 1與靜觸頭導(dǎo)電排一體的結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更簡潔，減少加工工藝，減少產(chǎn)品的可控點(diǎn)。觸點(diǎn)材料可采用AgSnO ，經(jīng)過試驗驗證，能達(dá)到高分?jǐn)嗄芰Φ囊?，在額定短路運(yùn)行分?jǐn)郔cs=50 kA后，觸頭沒有嚴(yán)重?zé)龘p，能滿足試后性能要求。 3 結(jié) 語 隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，目前可利用交互式圖形技術(shù)在計算機(jī)屏幕上建立三維可視樣機(jī)，不但縮短了開發(fā)周期，而且降低了開發(fā)成本。通過交互手段，改變樣機(jī)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，可使樣機(jī)滿足額定的技術(shù)要求，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。 由于電弧數(shù)學(xué)模型尚未成熟，因而用虛擬樣機(jī)技術(shù)去優(yōu)化低壓電器，特別是斷路器

23、滅弧系統(tǒng)尚不完善。目前，國外對開關(guān)電器滅弧室的設(shè)計采用振蕩回路作為短路試驗電源，以可拆式滅弧室為研究樣機(jī)，也有直接對試驗樣機(jī)采用現(xiàn)代測試技術(shù)，從宏觀和微觀兩方面來評價研究對象滅弧性能的好壞。如日本三菱公司為優(yōu)化低壓斷路器滅弧系統(tǒng)設(shè)計，采用振蕩回路和可拆式滅弧室，通過快速攝像系統(tǒng)來觀察電弧在不同條件下進(jìn)入滅弧柵片的情況，研究結(jié)果可獲得電極(觸頭)至柵片的最佳距離，為優(yōu)化滅弧系統(tǒng)設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。我國低壓斷路器發(fā)展涉及的關(guān)鍵技術(shù)簡析時間:2010-10-16 來源:中國低壓電器網(wǎng) 作者:中國國家電纜網(wǎng) 點(diǎn)擊: 35次1、大電流電弧分?jǐn)嗉夹g(shù)隨著電網(wǎng)容量不斷增加，對低壓斷路器分?jǐn)嗄芰σ蟛粩嗵岣?，對?/p>

24、壓斷路器分?jǐn)嘈阅芴岢隽烁叩囊蟆?為了提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，新一代萬能式斷路器一般均達(dá)到Icu=Ics=Icw，在提高Icu、Ics同時，重點(diǎn)提高Icw。新一代塑殼斷路器要求Icu=Ics，重點(diǎn)提高Ics。為了提高分?jǐn)嘈阅?，主要采取以下措施?(1) 采用雙斷點(diǎn)觸頭滅弧系統(tǒng) 雙斷點(diǎn)觸頭滅弧系統(tǒng)過去在控制電器中應(yīng)用較為普遍，其主要目的是縮小產(chǎn)品體積。低壓斷路器分?jǐn)嗄芰Ω?，觸頭滅弧系統(tǒng)較為復(fù)雜。如采用雙斷點(diǎn)系統(tǒng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，有一系列關(guān)鍵技術(shù)需要解決。其中最主要的兩個技術(shù)難點(diǎn)是設(shè)計可靠的卡住機(jī)構(gòu)，又不侵犯專利，以及兩個觸頭閉合與斷開時同步性問題，且制造工藝要求高。為此對雙斷點(diǎn)觸頭滅弧系統(tǒng)是不是

25、低壓斷路器發(fā)展方向存在明顯分歧意見。隨著現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)不斷發(fā)展與應(yīng)用，上述技術(shù)難點(diǎn)已經(jīng)得到有效解決。作為高性能MCCB產(chǎn)品雙斷點(diǎn)觸頭系統(tǒng)肯定是發(fā)展方向，是單獨(dú)點(diǎn)結(jié)構(gòu)無法比擬的。他使塑殼斷路器具有更好的限流性能，更高的分?jǐn)嗄芰?，較好實現(xiàn)了Icu= Ics。并為實現(xiàn)限流選擇性保護(hù)，以及擦黑年品小型化、高壽命、高可靠、環(huán)保等創(chuàng)造了更好條件。但是，作為經(jīng)濟(jì)型MCCB產(chǎn)品，考慮制造成本不宜采用雙斷點(diǎn)系統(tǒng)。因此，對新一代高性能MCCB如何合理構(gòu)成系列產(chǎn)品是值得探討的問題。傳統(tǒng)的系列型式高分?jǐn)嘈汀⑤^高分?jǐn)嘈?、?biāo)準(zhǔn)型、經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)型式基本相同，在新一代MCCB中可能是不適宜的。作為高性能ACB產(chǎn)品，雙斷點(diǎn)觸頭滅弧

26、系統(tǒng)也四發(fā)展方向之一。它為ACB分?jǐn)嘈阅苓M(jìn)一步提高，提供了更大的空間。為在極短時間內(nèi)實現(xiàn)全電流選擇性保護(hù)創(chuàng)造了更好條件。但是，作為普通型(標(biāo)準(zhǔn)型)ACB產(chǎn)品也不宜采用雙斷點(diǎn)系統(tǒng)。 (2)運(yùn)用低壓電器現(xiàn)代設(shè)計與測試技術(shù)對觸頭滅弧系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并采用氣吹等輔助手段使電弧快速、可靠進(jìn)入滅弧室。同時，有效控制游離氣體擴(kuò)散途徑，避免相間、相對地飛弧，使飛弧距離控制在最小范圍。 2、過電流保護(hù)新技術(shù)低壓斷路器主要承擔(dān)低壓配電系統(tǒng)過電流保護(hù)以及其他各類故障保護(hù)，目前性能基本滿足了系統(tǒng)故障保護(hù)要求。但是，就配電系統(tǒng)國電流保護(hù)看，目前保護(hù)方式是不完善的。主要存在以下問題： (1) 目前選擇性保護(hù)一般局限于低

27、壓斷路器斷延時電流以下范圍。當(dāng)故障電流達(dá)到上級瞬動電流時，容易造成上、下級斷路器同時跳閘，甚至越級跳閘。 (2) 由于終端過電流保護(hù)用小斷路器目前均為限流順動型，所以終端配電系統(tǒng)基本沒有選擇性保護(hù)。 (3) 目前系統(tǒng)短路時選擇性保護(hù)通過短延時實現(xiàn)，短延時時間一般為0.20.4s。對三級供電系統(tǒng)，主開關(guān)短延時時間可達(dá)0.61s，秒甚至更大。所以，目前低壓配電系統(tǒng)實現(xiàn)選擇性保護(hù)時間較長，對低壓電器、成套裝置及系統(tǒng)動、熱穩(wěn)定要求高。 (4) 配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性難以保證新一帶低壓斷路器采用過電流保護(hù)新技術(shù)達(dá)到的目標(biāo)要求主要包括兩方面內(nèi)容：實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)全范圍、全電流選擇性保護(hù)。 在極短時間內(nèi)實現(xiàn)選擇

28、性保護(hù)，整個選擇性保護(hù)時間從原來11.2s縮短至0.20.5s。 為實現(xiàn)上述目標(biāo)，新一代低壓斷路器應(yīng)達(dá)到以下要求： 新一代ACB實現(xiàn)全電流范圍選擇性保護(hù)。新一代MCCB應(yīng)具有限流選擇性保護(hù)功能。 開發(fā)具有短延時保護(hù)功能MCB。 新一代ACB、MCCB均應(yīng)采用區(qū)域選擇性保護(hù)技術(shù)。 過電流保護(hù)新技術(shù)采用后達(dá)到的主要效果如下： 從根本上避免低壓配電系統(tǒng)越級跳閘和故障斷路器正常分?jǐn)嗪螅霞墧嗦菲魍瑫r分閘。使配電系統(tǒng)短路故障限制在最小范圍，大大提高配電系統(tǒng)供電可靠性。 大大縮短實現(xiàn)選擇性保護(hù)時間，降低電器設(shè)備動、熱穩(wěn)定要求，有利于節(jié)材、節(jié)能和產(chǎn)品小型化。本項技術(shù)研究與推廣是低壓電力系統(tǒng)保護(hù)與可靠運(yùn)行的一

29、次重大飛躍，具有很好經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，值得引起電器行業(yè)和電力行業(yè)關(guān)注。 · 所謂限流，是指其分?jǐn)鄷r間短到足以使電流尚未達(dá)到預(yù)期峰值前即被分?jǐn)嗟?。主要用于交?0Hz，額定電流16A至630A，額定絕緣電壓至500V，額定工作電壓400V及以下的配電網(wǎng)絡(luò)中，用來分配電能及作為線路及電氣設(shè)備的過載，短路和欠電壓保護(hù)。 目錄· · · · 限流斷路器的種類· 1 由限流熔斷器和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；2 由自復(fù)式熔斷器和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；3 由金屬限流線（一種電阻溫度系數(shù)值很大的鐵基合金線）和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；4 電動斥力式限流斷路器，這種斷路器利用短路電流通過觸頭回路時所產(chǎn)生的巨大電動斥力