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横向磁场下螺旋线结构分析介绍

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着纵向磁场结构的发明,大容量开关大多采用了纵向磁场触头结构。横向磁场螺旋线触头结构的接触电阻小,有利于提升额定电流,并且结构十分简单。近年来随着触头材料性能的不断改进和提高,横向磁场螺旋线触头结构又被逐步重新采用,其开断能力也由原来的25kA左右提升至40kA甚至更高。图4-8 横向磁场螺旋槽触头结构

横向磁场下螺旋线结构分析介绍

横向磁场触头结构的基本原理是利用电流路径产生的磁场驱动电流快速在触头表面移动,不使电弧在触头表面局部地区集聚和加热,减轻触头的熔化和汽化蒸发,从而提高开断能力。螺旋线触头结构是最早发明的横向磁场触头结构,其基本结构如图4-8所示。触头的主导电回路与杯状触头相似,触头外沿开有螺旋线形状的槽,使得整个触头看起来像风扇叶片。在触头开断电流打开时,由于电流路径的原因,会产生与弧柱电流垂直的横向磁场,驱动弧柱沿径向向外运动,当弧柱运动到带有螺旋槽的叶片上时,所产生的磁场会驱动弧柱做圆周运动。横向磁场触头结构在真空断路器发展的早期阶段,对提升开断容量发挥了重要作用,是一种曾经大规模使用的触头结构。随着纵向磁场结构的发明,大容量开关大多采用了纵向磁场触头结构。横向磁场螺旋线触头结构的接触电阻小,有利于提升额定电流,并且结构十分简单。它的主要缺点是,这种结构燃弧过程中存在阳极斑点,对触头的熔化作用较强,一旦螺旋槽之间发生熔焊短路,磁场效应将大大减弱。在实践中发现,较大电流电弧容易集中在螺旋槽边沿上燃烧。近年来随着触头材料性能的不断改进和提高,横向磁场螺旋线触头结构又被逐步重新采用,其开断能力也由原来的25kA左右提升至40kA甚至更高。

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图4-8 横向磁场螺旋槽触头结构

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