多数低压直流断路器都采用金属栅片灭弧室,比窄缝灭弧室的限流效果好。金属栅片对分断过程中的介质恢复很有帮助,较大尺寸的金属栅片能降低电弧温度,减少热电子的发射,提高击穿电压,利于介质恢复。
开断过程中电弧电压越高,断路器的限流性能越好。电弧电压是由弧柱压降和众多的短弧近极压降组成,即认=El十nUo,其中n为短弧的数量,U。为短弧的近极压降,一般为20一25V,E为弧柱电场强度,L为电弧长度,所以金属栅片的数量很重要。大量的试验研究表明,功率电感栅片数量较多时,电弧近极压降总和可达电弧电压的50%左右。图2所示的灭弧室栅片(含引弧板)数量为巧片,再加上引弧角可形成最多巧个串联的短弧,近似计算单断口的电弧近极压降为375V,电弧电压理论值约为750V,则该四断口串联的直流断路器电弧电压理论最高值约为3000V。该直流断路器分断电流36.4A的波形如图3所示,其电弧电压峰值为DC2960V,与理论计算值十分吻合。由图3可见,电弧电压上升较慢,全分断时间较长,这是因为小电流时的自励磁场和气吹压力均较小,电弧移动的驱动力相应较小,则电弧完全进人灭弧室的移动速度较慢。

灭弧室设计时还应合理设计栅片形状、布置和与触头的距离,目的是将电弧快速引人栅片内并尽量拉长。模压电感栅片通常为图2所示的纵向曲缝式(即迷宫式),上下相邻栅片的曲缝左右交错,可以拉长电弧长度,增大接触面积,显著提高电弧电压和消游离作用。设计时应选取合适的栅片间距,以提高电弧运动速度,但在固定空间内将减少栅片的数量,降低了电弧电压,削弱了对电弧的去游离作用;栅片间距太小,电弧运动速度减慢,同时将加大气吹阻力,在大电流分断时可能造成反吹的后果,并且较小间距的栅片容易被金属颗粒物短接而失去作用。交流断路器设计时通常将栅片与触头间的距离取稍大是为了获得较长的电弧长度,以提高电弧电压;在直流断路器设计时一般是在合理范围内取较小值,这是为了小电流时电弧也能快速进人灭弧室,否则当距离超过临界值时,小电流电弧自身产生的磁场和气流根本不足以使其转移到灭弧室中。
为了尽可能的充分利用全部栅片,灭弧室中常设计有图2所示的引弧板,一体成型电感将其装在金属栅片的最上方,并将其下方的数片栅片布置得离动触头(或引弧角)稍远,则电弧在磁力影响下,会由最近的引弧板进人,这样就能充分地利用全部的金属栅片,形成数目最多的短弧。 大功率电感厂家 |大电流电感工厂