杯状纵磁真空灭弧室磁场特性分析

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1、2005年6月June2005高压电器第41卷第3期HighVoltage/XpparatusVol.41No.3•161•文章编号:1001-1609(2005)03-0161-05杯状纵磁真空灭弧室磁场特性分析张炫，刘志远，王仲奕(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)AnalysisofAxialMagneticFieldinVacuumInterrupterswithCupTypeAxialMagneticFieldContactsZHAN(；Xuan,LIUZhi-yuan,WANG

2、Zhong^i(SchoolofElectricalEngineering,XianJiaotongUniversity,Xi'an710049,China)收稿H期：2004-12-27；修回日期：20()5-03-07基金项冃：西安交通大学自然科学基金资助(xjj2003005)作者简介：张炫(1978-),男，河北宁晋人，硕士研究生。摘要：用三维有限元法研究了7个设计参数对杯状纵磁触头的纵向磁感应强度、纵向磁场滞后时间、杯中和触头片中电流密度报大值以及导体电阻值的影响。研究表明：①增加触头直径或开

3、距会减弱纵向磁感应强度，增加杯指旋转角或杯指数目可使其增强，而杯指和水平面夹角、触头片上开槽数及触头材料采用CuCr50或CiiCr25对其影响不大。②设计参数在较大范围内变化吋，纵向磁场滞后吋间的变化很小。③增加触头直径或触头片开槽数、减小杯指旋转角、合理选择杯指与水平面夹角和杯指数目或采用Cu(：r50触头材料可减少杯中或触头片中的电流集中。④増加触头直径或杯指与水平面夹角，或减小杯指旋转角和杯指数目、减小触头片开槽数及采用CuCi-25触头材料可减小导体电阻。关键词：真空灭弧室；纵向磁场；真空电弧

4、中文分类号：TM561文献标识码：AAbstract:Effectsof7contactdesignparametersonmagneticfieldcharacteristicsofvacuuminteirupterswithcuptypeaxialmagneticfieldcontactsarestudiedbyusing3Dfiniteelementmethod.Theresultsshowlhal：(I丿Axialinagnelicfluxdensityweakenswithincreasing

5、contactdiameterorcontactgap・h卜creasingsweej)angleofcoilsegmenlsorqucintiliesofcoilsegmentscanstrengthenit.Otherdesignparameterssuchasslopeangleofcoilsegments,contactplateslotsquantitiesandcontactnuiterialusingCuCr5()orCuCr25havelittleinlluenceonit.(2;Pha

6、seshifttimechangslittlewhendesignparametersvaryinawiderange・③Maximumcurrentdensityincuporcontactplatesbecomessmallerbyincreasingcontactdiameterorcontactplateslotsquantities,decreasingsweepangleofcoilsegments,choosinganappropriateslopeangleofcoilsegmentso

7、raproperqucintityofcoilsegments,orusingCuCr50contactmaterial.®Conductorresistanceofcontactsdecreaseswithincreasingcontactdiameterorslopeangleofcoilsegments,decreasingsweepangleofcoilsegmentsorquantitiesofcoilsegments,decreasingcontactplateslotsquantities

8、orusingCuCr25contactmaterial.Keywords:vacuuminternipter；axialmagneticfield；vacuumarc1引音高压断路器是电力系统中重要的控制和保护设备。在国内12〜40.5kV的配电等级，真空断路器处于优势地位。以12kV电压等级的真空断路器为例，2002年占92.27%(11O真空灭弧室是真空断路器的“心、脏”，它对控制真空电弧完成导体和绝缘体之间的开关作用的转换起到至关垂