一种杯状横磁触头结构真空灭弧室的研制

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真空断路器是电力系统中压领域的一种开关设备,它担负着控制和保护的双重任务。它能关合、承载、开断运行回路正常电流,也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流。真空灭弧室则是真空断路器的“心脏”,担负着电弧控制和电流开断的重要任务。根据真空电弧理论来改变真空灭弧室触头结构,使其开断时在触头间隙产生磁场的方法来保证真空灭弧室的短路电流开断能力。真空灭弧室由于充分利用了真空优异的绝缘与熄弧特性,在中压开关领域中已成为当前的主流及未来发展的方向。本论文主要对杯状横向磁场触头结构真空灭弧室的研制过程进行了详细的阐述。论文的第一章首先是对真空灭弧室的结构、工作原理和电弧特性进行了简明的阐述,同时对真空灭弧室的发展做了一个简要的回顾,并表明了本论文的研究目的和意义;第二章介绍了杯状横磁真空灭弧室的设计过程和制造工艺;采用Ansoft公司电磁场有限元分析软件和MSC公司Marc非线性有限元分析软件分析了触头结构产生的横向磁场在触头间的分布状况、电场强度分布状况以及温升情况。第三章为试验部分,在公司内完成了试验管的各项技术参数测试,并在合成回路上进行了真空灭弧室短路电流能力开断的试验验证。试验结果表明,该杯状横磁触头结构具有与现行的杯状纵磁产品同样优异的开断性能,同时采用该杯状横磁触头结构的真空灭弧室更有利于实现产品的小型化和用于固封极柱;其次,该触头具有结构简单、机械强度高、材料成本和加工成本低、装配简单等优点;另外,根据对其所做电磁场分析、温升分析、技术和工艺可行性的分析,并通过短路电流开断试验加以验证,证明其可行性。该产品的研制成功为真空灭弧室进一步优化设计积累了经验,达到了预期研制的目的和要求。
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