低压空气开关灭弧室不同电弧形态下的磁场研究.pdf

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1、电器与能效管理技术(2015No．8)·研究与分析·低压空气开关灭弧室不同电弧形态下的磁场研究木刘婉莹，张国钢，吴越，耿英三(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：使用有限元软件对低压空气开关灭弧室的电弧磁场进行分析，对灭弧室系统在触头打开状态下进行仿真建模，围绕电弧与栅片的相对位置，即电弧偏离栅片刘婉莹(1989一)，和偏向栅片的情况，对比分析了在电流密度分布相同，电弧形状不同的情况下灭弧室女，硕士研究生，研周围的磁场分布、电弧中心的磁感应强度以及电弧所受磁吹力的大小。获得了电弧磁究方向为开关电场与电弧形态相互作用的规律，为研究低压开关

2、电器灭弧室的设计提供了参考。弧。关键词：低压空气开关；电弧磁场；磁通密度；磁吹力中图分类号：TM501．2文献标志码：A文章编号：2095—8188(2015)08-0022-04MagneticFieldAnalysisofLowVoltageAirSwitchArcChamberunderDiferentArcShapesLIUWanying，ZHANGGuogang，Yue，GENGYingsan(StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’

3、an710049，China)Abstract：Thispaperestablishedasimulationmodeloflowvoltageairswitcharcchamberonthecontactsopenedstatetoanalyzethemagneticfieldwithfiniteelementsoftware．AccordingtOtherelativepositionofthearcandthesplitters，twodifferentarcmodelsareincluded，namelyarcofthesplitterandarcnearthes

4、plitter．Withequivalentcurrentdensityanddiversearcshapes，themagneticfielddistributionwasanalyzedaroundthechamber．Especially，themagneticfluxdensityofthearCcenterandthemagneticNowforceactingonthearcwerecompared．ResearchingontherelativeeffectofthearCandthesplitters，thispaperprovidesreferencef

5、orthedesignoflowvoltageairswitchchamber．Keywords：lowvoltageairswitch；arcmagneticfield；magneticfluxdensity；magneticblowforce发挥着重要的作用。因此，灭弧室内电弧磁场的性O概i术质对于电弧的运动具有较大的影响。在低压电器领域，开关触头打开时在一定电压本文研究的某型低压空气开关的灭弧室采J{j电流下将会在触头之间的空气介质中燃起电弧。金属栅片灭弧装置，由于铁磁栅片的存在，电弧电对于电弧的熄灭，一般有3类方法：物理的作用、磁流在周围空间产生的磁通路径发生畸变

6、，产生将电场的效应和能量的利用。对于低压空气开关，熄灭弧拉向栅片的吸力，使得电弧在灭弧室内栅片的切电弧主要是靠沿着电弧的轴向(即切向)拉长电割冷却作用下熄灭。电弧在不同磁吹力的作用下弧_】J，即物理的作用，或者沿着垂直于弧柱的方向表现出不同的形状，从而影响磁通路径发生不同的(即法向)拉长电弧，即磁场的效应，并且后者一般畸变，进而与灭弧室栅片周围的磁场相互作用。张国钢(1976一)，男，副教授，博士，研究方向为智能电器理论与工程、电弧与电接触理论及其检测技术等。吴越(1992一)，男，硕士研究生，研究方向为智能电器理论与工程、开关电弧理论。基金项目：国家自然科学基金项目(5

7、1477129)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(XJJ2011019)一22—·研究与分析·电器与能效管理技术(2015No．8)由图6可以看出，电弧越偏向栅片，栅片上的磁通密度越大，而栅片周围的磁场越大，对电弧的电磁吸力越大，这是一个相互影响促进的过程。4结语基于有限元分析方法对低压空气开关灭弧室不同电弧形状下的磁场进行分析，以电流密度分布情况作为磁场的激励源，获得整个空间的磁通密度分布。结果表明，电弧进入栅片越深受到的磁吹力越大，即栅片离触头越近，电弧周围磁场越图54种电弧形状下电弧中心上的磁通密度对比曲线强，电弧受