单相真空灭弧室开断大短路电流的最佳控制方法

本文给出了单相真空灭弧室开断大短路电流的最佳控制方法。研究表明,触头分离时刻对真空灭弧室的状态有很大影响,也因此极大影响着真空灭弧室的开断能力。只要按照这种方法,借助于一台适合的弹簧操动机构控制触头分离,人们就能在开断大短路电流期间保证得到护散型电弧,就可以使触头的熔化程度降至最低。真空灭弧室的开断能力和寿命也会从根本上得到提高。     

CuCr触头中Cr含量对真空断路器开断能力的影响

我们研究季ＣｕＣｒ触头中Ｃｒ的含量在１２．５％￣７５％（重量比）范围内变化时，ＣｕＣｒ触头对电流开断后的电流开断能力、电弧形态、阳极熔融时间和触头侵蚀的影响。研究结果表明：当Ｃｒ含量在上述范围内变化时，其含量越低，电流开断能力就越好。也证明了Ｃｒ含量减少时，电流开断后电弧的集聚时间和阳极熔融时间变短，而ＣｕＣｒ触头的 侵蚀却增大。根据这点，我们便会预想到灭弧室所用ＣｕＣｒ触头的Ｃｒ含量应有一最佳值     

真空接触器用WCAg和WCCu触头材料性能的比较

近来，WCAg已成为真空接触器中优选的触头材料之一，它可以用来开断几安培至几千安培的负荷电流，可以满足真空接触器低烧蚀、低截流值、熄弧能力强等要求。当前的工作是尽量减少这一材料中银的百分含量或完全替换它。本文中讨论了Ag和WC含量以及用Cu取代Ag对开断性能的影响。文中对不同触头材料的开断能力、截流值、烧蚀率以及燃弧后的触头表面状态进行了比较。在一合成试验回路中，用一可拆式真空灭弧室进行实验。开断能力试验中，触头应承受7kArms的电弧电流和23kV的峰值瞬态恢复电压。在谐振频率为6800Hz，涌流阻抗为1066欧姆。试验电流为45Arms的试验回路中测量出截流值。     

横磁作用下直流真空开断中触头侧部燃弧空间的影响规律研究

随着直流电网的不断发展，对直流开断技术的要求进一步提高。相较于传统的气体电弧直流开断，真空电弧直流开断具有电寿命高、燃弧空间封闭、介质恢复速度快等特点，但是传统真空电弧电压低，需要通过横向磁场的作用，提升电弧电压完成直流真空电弧的开断。本文通过实验研究了横向磁场作用下不同触头侧部燃弧空间(即触头侧部边缘与真空灭弧室屏蔽罩之间的空间)与开断电流时的开断特性，获得了触头侧部燃弧空间宽度11～41 mm范围内对直流真空开断特性的影响规律。     

提高真空灭弧室额定电流下的开断次数

本文述叙真空灭弧室加强型纵向磁场的触头结构。纵向分量磁场的单位感应密度达到１０ＭｒЛ／ｋＡ。从而缩短了收缩型强电弧（１〉１０ｋＡ）变为准扩散型电弧的时间，在电弧由收缩型变为准扩散型之前，电弧在整个触头表面的运动是收缩在磁场横向分量上。控制这两种强电流电弧变态可以降低触头分断速度并且在保持短路电流分断能力的情况下能成倍地提高真空灭弧室的开断次数。     

真空灭弧室纵磁场和横磁场触头优化选择的标准

真空中开断大的交流电流时，金属蒸汽形成的电弧会在触头间隙燃烧直到下一个电流零点。然而如果电流达到大约10kA的范围时，电弧将由于自生磁场产生集聚，为了避免局部触头过热，有两种方法：通过械磁场（RMF）使集聚型电板在触头表面运动。通过纵磁场（AMF）阻止电弧集聚。本文对纵磁场和横磁场的功能原理和物理过程做了简要介绍；在低，中，高压范围内，将横磁场与纵磁场从开断能力，电阻，管子尺寸和生产成本等方面做了比较。     

横磁场和纵磁场中真空电弧的离子能量

在真空断路器中，当电流达到几千安时会产生电弧集聚，我们使用两种触头来克服由于这种现象而产生的不良后果。横磁触头产生的横磁场使集聚电弧旋转，电有量均匀地分布在触头表面。纵磁触头可以防止电弧集聚到很高的能量。为了提高这两种真空断路器的开断容量，了解电流零点附近真空电弧等离子体（即真空电弧）的特性和变化过程，如等离子体的密度、等离子体的衰变以及能量就十分重要。在本文中，我们主要是用延迟场分析仪来研究电流过零前最后3ms内电弧电流的有效值达到了7．5kA时真空电弧等离子体中离子能量的分布状况。研究发现：横磁和纵磁触头的电弧离子能量存在着明显的差别。在电流超过5kA时，这两种触头上电弧离子能量的分布接近于麦克期韦（Maxwellian)分布，这是一种由离子碰撞决定的等离子体的特有分布。也就是说，在电流接近零点时，横磁触头中电弧离子的运动具有很强的方向性，而纵磁触头中能量的分布却明显受到离子碰撞的影响。     

真空开关管开断能力随触头几何形状变化的关系

真空断路器触头的形状和大小各不相同,关于它们开断能力的系统研究已有报道。各种几何形状的电扳可产生自激的横向或轴向磁场(其强度与电流有关),其开断电流的极限值也因而确定。令人尤感兴趣的是电弧的外观(发散或集中,体现在电弧电压的波形中)、触头的抗腐蚀性能以及电弧运动对灭弧能力的影响。Weil—Dobke 综合试验电路,其最大电流为60kA(有效值),电压状态与20kV 的电力系统相对应。单极开断试验的实验就是应用此线路及一台可拆卸的真空良装置进行的。实验的结果表明:开断能力总的说来随触头直径的增大而提高。横向磁的结构为电弧在整个使用寿命期间保持良好运动状态创造了条件,因而使性能得到改善,但轴向磁场结构的触头所得到的结果最好。     

一种新型的四极纵磁场触头设计及其特点

纵磁触头已应用于真空灭弧室中，特别是在短路电流较大时，其应用更为普遍。本文介绍了一种新型的、基于四极性磁场结构的纵磁触头及其性能特点。论文首先介绍了这种新型触头结构的基本原理。主要是利用有限元法、通过三维磁场模拟来进行分析，接着主要研究了燃弧期间纵向磁场的磁通密度、电流和磁通密度的相位转换，以及触头上流过的电流。在有大电流流过时，四极性纵磁场对于电弧特性的影响是利用电弧高速摄像及燃弧后触头表面的照片来分析的。这种结构的触头通过短路试验验证，其开断性能已达到12kV／63kA。     

真空电弧特性对螺旋触头电流开断极限的影响

我们用一个高速视频摄象机来观察螺旋触头上的电弧特性，发现电弧的运动有三个阶段，第一阶段为电弧产生后立即出现的电弧缓慢运动期，在这个阶段，电弧渐渐开始运动，运动速度小于10m/s，第二阶段为加速期，第三阶段为电弧高速运动期，此时，电弧的旋转速度大于50m/s。我们可以看出，电弧缓慢运动期的持续时间和电弧高速运动期的速度与触头的形状有关。研究结果如下：（1）螺旋触头的电弧缓慢运动期越短。它的开断能力越大。（2）在电弧缓慢运动期，在电荷转移到开断触头上时，成功开断与失败开断之间有一个界限。（3）这个开断界限与触头材料有关，从以上研究结果我们可以得出结论：在电弧缓慢运动期内，转移电荷会影响电流零点的触头间隙。     

真空断路器大电流开断的研究

本文概括地介绍了大电流开断之后真空开关管恢复期间的物理过程，以前，为了对真空断路器的电流开断获得基本的认识，行业花费了大量的精力。通过应用现代诊断技术，如激光投影成像，金属蒸气原子与离子上的激光感应荧光、小飞滴的弥散以及高分辨率数字示波器上的电压与电流的记录，已经获得了新的结果。实验结果着重强调电弧后等离子体，金属蒸气、小飞滴及触头表面在恢复中的作用。建立了大电流开断后恢复的模型。也介绍了与铜相比     

铜钨触头材料真空灭弧室的容性开断能力

我们对铜钨触头材料和铜铬触头材料的２４ｋＶ真空灭弧室模型进行了并联电容器开断试验。铜钨触头材料的重击穿概率低于鲷铬触头材料的重击穿概率。除了大电流开断能力，铜钨触头材料在并联电容器开断上也是性能非常优良的首选材料。     

基于辐射电磁波监测技术的断路器开断性能研究

断路器在开断电流时,当触头两端的电压高于触头间灭弧介质的击穿电压时,动静触头将发生击穿,产生开关电弧,并激发空间高频的电磁波向外辐射。向空间辐射的高频电磁波信号与灭弧气体特性、机械特性及绝缘结构等多种因素相关,反映着断路器的开断能力。本文仿真计算了断路器辐射电磁波的过程,建立试验研究平台,测量对比了全新触头和退役触头开断过程中辐射电磁波的波形,开展了基于辐射电磁波监测技术的高压断路器开断性能研究。研究结果表明:随着触头表面烧蚀程度的增加,断路器开断性能下降,更容易发生电弧重燃,燃弧时间相对于全新触头会有明显的增加,同时对外辐射电磁波的持续也增多,辐射电磁波的持续时间可以作为判定断路器开断性能的判据。本文的研究内容为辐射电磁波监测技术在断路器开断性能的评估提供了技术参考与依据。     

真空断路器的开断容量与电流频率的关系

这篇文章展示了小真空间隙（０．３ＭＭ）时，频率从５．９ＫＨＺ到６０ＫＨＺ开断电流的实验研究结果。使用ＣｕＣｒ２５制作的直径为８０ＭＭ的横向杯状触头，触头两端加上阻尼正弦波电流。电流幅值为１．０－１４．５ＫＡ。得出一系列相关结论：在小真空间隙中，重燃电压累积分布函数的种类与累积概率：电流频率与电流幅值，初次放电的电弧电流以及零间隙时的电流变化率对重燃电压和高频开断电流容量的影响。     

集聚型大电流真空电弧弧根的研究

用快速成像的ＣＣＤ摄像机可以研究集聚型大电流真空电弧下的阳极和阴极弧根。该研究在杯状触头上进行，采用振幅为２０－１００ＫＡ，半波宽度为１１．５ｍｓ的正弦电流。触 头分离时，电弧被拉开，并受电弧电流与横齿形触 头产生的横向磁场之间的朗兹力作用而加速。     

双极纵磁场的真空开合触头的特性

纵磁场触头可提高真空断路器的开断能力，局部纵磁场的结构原理依设计而有所不同。对于单极纵磁场的方向在整个触头区域的内是相同的。对于双极结构来说其纵磁场方向在磁场内有一个极性改变。为了表示双极给磁场触头系统的特征并试验其开断性能，进行了调查。双极磁场对电弧发展和热应力的影响通过高速摄像从５０ＨＺ高频电流激发的描述，此外，通过有限元素程序对某个三维纵磁场进行了模拟。从５０ＨＺ高频电流激发发的时变纵磁场的     

电动机回路中低过电压真空断路器的三相共同截流产生的估计方法

研究出了一种考虑开断参数：截流、电弧寿命时间和绝缘恢复特性的真空断路器（ＶＣＢ）操作过电压产生的模拟方法。实际电机开断试验获得的概率特性，证实了该方法的适用性。发现触头和触头分离速度，特别是触头起始分离速度是最有影响的因素。     

用小触头间隙进行大电流开断的进一步实验研究

以前我国对两种类型的工业用真空灭弧室（分别将其称Ａ型和Ｂ型）进行了一系列试验，其目的是确定触头开距对大电流开断能力的影响。这些试验是早先一系列试验的继续，晃对有关假设和结构的进一步验证。两种类型各取三只样管分别进行了不同开距的全部试验。首轮试验触头开距定为８ｍｍ～１ｍｍ之间。目前该项试验的开距已扩展到１ｍｍ～０．２５ｍｍ。此外，相同的触头都承受了短路试验。该试验是在一个可以用高速摄影机折摄电弧过程     

电容器组真空断路器的安装维护与运行管理

1 概述： 真空断路器因其具有体积小、无渗漏、开断能力强、免维护等优点广泛应用于电力系统供配电网络中。应用于电容器组中的真空断路器在正常或事故切合电容器组过程中,由于其分、合时间短,触头采用磁吹平面对接式,在动、静触头的旋弧面上开了三条阿基米德螺旋槽,利用短路电流产生的强大磁场,驱使电弧高速旋转,既减轻触头烧损,又迫使电弧瞬间熄灭。     

电流零点时双极性和四极性纵磁触头的特性差别

在真空断路器中利用纵磁触头，可以开断较大的短路电流。与电孤孤柱中的电流平行的磁场可以影响电孤的模式，并进而提高开断容量。无论触头的设计为何种结构，这种磁场在触头表面上是朝向各个方向的。在本文中，我们介绍的是双极性和四极性纵磁触头的特性测量结果。对于双极性触头来讲，磁场的极性变化了一次，对于四极性触头，磁场的极性变化了两次。由于涡流的路径不同，因此，四极性触头在电流零点时的残余磁场就要强得多。我们通过测量孤后电流，研究了这两种触头结构的开断容量。