铁心式杯状纵磁真空灭弧室触头磁场特性

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1、2006年7月电工技术学报Vol.21No.7第21卷第7期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJul.2006铁心式杯状纵磁真空灭弧室触头磁场特性111222刘志远胡亚平王季梅王荃毕冬丽何广丽1.西安交通大学电气工程学院西安7100492.陕西宝光真空电器股份有限公司宝鸡721006摘要提出一种新型带铁心结构的杯状纵磁真空灭弧室触头在触头杯中加入三种排列方式的铁心片放射排列平行排列和偏心排列采用三维瞬态有限元法研究铁心排列方式和铁心设计参数对纵向磁场和滞后时间的影响研究的铁心片设计参数包括数量长度厚度高度间隙及内径等结论为与无铁心情

2、况相比三种铁心布置方式都提高了电流峰值时的纵向磁感应强度而且电流过零时的纵向磁感应强度与无铁心时相差较小从纵向磁场强度分布及滞后时间来看在所研究的参数方案中三种排列方式中的优选方案指标相接近而放射排列和偏心排列相对较优分析结果可为真空灭弧室新产品设计提供参考关键词真空灭弧室纵向磁场有限元中图分类号TM561AxialMagneticFieldofaNewCupTypeAxialMagneticFieldVacuumInterrupterContactWithIronPlates111222LiuZhiyuanHuYapingWangJimeiWangQuanBiDongliHeGu

3、angli1.Xi’anJiaotongUniversityXi’an710049China2.ShanxiBaoguangVacuumDeviceCo.Ltd.Baoji721006ChinaAbstractAnewcuptypeaxialmagneticfield(AMF)contactwithironplatesisgiven.Therearethreekindsofarrangementsofironplatesradialarrangement,parallelarrangementandoffsetarrangementinthecontacts.Axialmagnet

4、icfluxdensityandphaseshifttimearecalculatedby3Dtransientfiniteelementmethod.TheAMFisstudiedwithvariousdesignparametersofironplates,suchasquantities,length,thickness,distancebetweenplatesandinnerdiametersetc.Itisfoundthat:Axialmagneticfluxdensitywiththethreeironplatesarrangementsishigherthantha

5、tofnoironplatescaseatcurrentpeak.AtthesametimetheiraxialmagneticfluxdensityisalmostthesamewiththatofnoironcaseatcurrentzeroThebestcaseofeachironplatesarrangementisclosetoeachotheronAMFcharacteristics,includingaxialmagneticfluxdensity,AMFdistributionandphaseshifttime.Butthecaseswithironplatesin

6、radialarrangementandoffsetarrangementseembetter.TheanalysisresultscouldprovidesuggestionsforoptimizationdesignofthisnewcuptypeAMFcontacts.KeywordsVacuuminterrupters,axialmagneticfield,finiteelementmethods的真空灭弧室利用电流在触头中流动所产生的横1引言向磁场或纵向磁场来控制真空电弧所以触头设计真空开关的电流开断是在真空灭弧室中完成是真空灭弧室设计中至关重要的环节对真空电弧施加横向磁

7、场可驱动真空电弧快速旋转减轻对西安交通大学校自然科学基金资助项目xjj2003005触头表面的热负荷在真空电弧上施加足够强的纵收稿日期2005-08-16改稿日期2006-01-21万方数据82电工技术学报2006年7月向磁场可使其在大电流下仍处于扩散状态显著减文中分析了三种铁心排列方式如图2所示[1]少阳极对燃弧过程的参与这种大电流扩散电弧分别为放射排列平行排列和偏心排列研究不同将输入的能量分布在阳极和阴极表面使得触头烧排列方式对纵向磁感应强度和纵向磁场滞后时间的蚀