临界电流分断时能否将电弧快速导人灭弧室是顺利灭弧的关键。可以采取磁场吹弧和气吹两种措施。
吹弧磁场可以驱动其中的电弧运动,消除停滞现象,并拉长电弧长度。磁场越强,电弧运动速度越快。吹弧磁场可分为自励磁场和外励磁场。自励磁场通常通过合理布置导电系统来产生,如U型触杆和上进线结构,一些小型断路器也通过串人主电路的励磁线圈产生吹弧磁场,但当直流断路器承载小电流时,因自励磁场较弱,吹弧效果不是很理想。外励磁场通常使用永磁体来产生,但是只能对规定方向的电流进行保护。在直流断路器双向通流(保护)的应用场合,功率电感可采取联锁措施将励磁线圈的电流方向与主电路电流方向形成关联,使得磁场总是有利于电弧进人灭弧室。
气吹灭弧可以提高灭弧室压力,促进气体流动冷却电弧,同时可驱动电弧进人灭弧室栅片中,且对提高电弧电流过零后的介质恢复强度有明显作用。
气吹实现方式主要有3种:
①利用电弧高温加热灭弧室内气体来产生气吹作用;
②在触头附近和灭弧室内布置产气材料,在高温侵蚀下产生大量气体,促使灭弧室压力增加,形成气吹;
③设置主动式吹气装置,例如气囊或气缸,在分断时朝着灭弧室方向对电弧吹气。在设计气吹结构时应注意密封性能,出气口以外的断路器部分需有良好的密封性,以防止高压气体推动电弧后移;此外应优化设计气流通道,灭弧室出气口应布置在恰当的位置,模压电感使得动触头(引弧角)上的电弧朝着斜上方的引弧板及栅片运动,灭弧室气流通道结构以及出气口尺寸也应有利于气流喷出。
在设计时通常将磁场吹弧和气吹结合起来,例如金属栅片灭弧室的栅片能产生磁场引弧,一体电感而固定栅片的支架常常是三聚氰胺等产气材料做成的,再例如将U型铁磁体外包产气材料以倒U型套在触头上,在灭弧时既有磁场吹弧,又能产生强烈的气吹。
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