浅析直流快速断路器的灭弧系统
直流快速断路器的灭弧系统对设备安全运行至关重要。因为断路器分断电流时所产生的电弧将烧损触头并危及绝缘,严重的情况下甚至会引起断路器的爆炸,造成火灾。因此,对灭弧系统的设计务必谨慎。笔者在此对直流快速断路器的灭孤系统、各种灭孤室的灭弧原理及设计灭弧系统中的注意事项做一些简单介绍。
一、直流快速断路器的熄弧机理
分断直流电路时,如被分断的电流以及分断后加在触头间隙的电压都超过一定数值,则触头间直接产生电弧。电弧总压降Uh由阳极压降Ua、阴极压降Uk以及弧柱压降Uz三部分组成,即:Uh=Ua+Uz+Uk ,其中Ua与Uk之和为近极压降、Uz=EZ•LZ (EZ弧柱电位梯度,V/cm ;LZ电弧长度,cm )。实践和理论都证明:增大直流电弧的总压降Uh可以提高直流电弧的静伏安特性,促进直流电弧的熄灭。
二、直流快速断路器中促进电弧熄灭的常用措施
1.增加近极压降
如用金属栅片将电弧分割成一系列串联的短弧,因为每一短弧都有一阴极压降和阳极压降,所以可以使总的电弧电压大为增加。
2.拉长电弧
在有限的弧室空间内增大电弧长度LZ ,可以提高电弧电压Uh,促进电弧的熄灭。其具体方法有增加触头开距、利用电动力磁吹灭弧等。
3.增大弧柱电位梯度EZ
设法增大EZ可以提高电弧电压,具体方法有:(1)增大电弧周围气体介质的压力。 (2)增大电弧与流体介质之间的相对运动速度,以提高去游离强度。(3 )使电弧与耐弧的绝缘材料(如石棉水泥板或陶土等)密切接触。依靠耐弧绝缘材料对电弧的冷却作用以及表面复合作用,使EZ增大。
