針對(duì)直流電流分?jǐn)嗬щy的特點(diǎn),設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)增加斷路器斷口開距,直接增大了電弧長度,提高電弧弧柱電壓;大開距可以容納更大的滅弧室,其滅弧柵片數(shù)量也更多。
在大容量的低壓直流斷路器設(shè)計(jì)中并不是簡單地增加觸頭開距_2J。以某1250A殼架直流斷路器為例,觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)部分模型如圖2所示。其工作電壓DC800一1200V,盡管采用了四斷口串聯(lián)的設(shè)計(jì),但平均每斷口仍需承擔(dān)DC300V以上的工作電壓,根據(jù)計(jì)算得到每斷口開距為60mm以上較理想。考慮到容量較大,為了保證斷路器的溫升,又不增加操作機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān),設(shè)計(jì)時(shí)將每斷口的觸頭組分為6片主觸頭和1片弧觸頭,主觸頭的開距為25mm,弧觸頭的開距為38mm。主觸頭承擔(dān)大部分的額定工作電流,而弧觸頭主要用于分?jǐn)嚯娏?,斷路器閉合時(shí)弧觸頭先于主觸頭閉合,分?jǐn)鄷r(shí)弧電感器觸頭晚于主觸頭打開。
這種設(shè)計(jì)使得主觸頭在分?jǐn)噙^程中只會(huì)輕微起弧,功率電感電流便迅速轉(zhuǎn)移至弧觸頭上;同時(shí),弧觸頭的前端還設(shè)有尖角形狀的引弧角,該引弧角在分?jǐn)噙^程中開距可達(dá)60mm以上,滿足了斷口大開距的要求。研究表明尖角形狀的引弧角具有迫使電弧弧根快速向菱角尖移動(dòng)的效果。
一體成型電感直流斷路器的觸頭材料必須具備以下特性:
①良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性;
②抗熔焊性;
③耐電磨損性;
④分?jǐn)啻箅娏鲿r(shí)不易發(fā)生電弧重燃;
⑤低截流水平;
⑥低氣體含量。
設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)動(dòng)、靜弧觸頭(引弧角)進(jìn)行良好的配對(duì),保證電弧能快速進(jìn)人滅弧柵片,不出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。大量研究表明,高熔點(diǎn)材料的電弧停滯時(shí)間短,純金屬材料的電弧停滯時(shí)間較非均勻材料的短。低壓直流斷路器常采用Cu-AgW或Cu-AgWC的配對(duì),即動(dòng)弧觸頭采用純銅,而靜弧觸頭采用AgW或AgWC材料。
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