真空斷路器滅弧室壽命特征參數(shù)分析.pdf

《真空斷路器滅弧室壽命特征參數(shù)分析.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、《電氣開關(guān)》(2013．No．5)文章編號：1004—289X(2013)05—0001—05真空斷路器滅弧室壽命特征參數(shù)分析張毅(中國南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東青島266111)摘要：把真空滅弧室壽命特征參數(shù)分成觸頭材料、電弧能量以及真空度三個部分進(jìn)行詳細(xì)分析，指出了各參數(shù)的意義及其對滅弧室壽命產(chǎn)生影響的原因，分析各影響因素的特點(diǎn)和相關(guān)性。為研究人員有效預(yù)測真空斷路器壽命，建立更為準(zhǔn)確的壽命評估模型提供基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：真空滅弧室；壽命；特征參數(shù)中圖分類號：TM56文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BAnalysisofLifeSpanParametersoft

2、heVacuumCircuitBreakerzHANGYi(TechnicalCenter，CSRSifangLocomotive&RollingStockCo．，Ltd．，Qingdao266111，China)Abstract：Thelifeparametersofthevacuuminterrupterweredividedintothreepans，includingcontactmaterial，arcenergyandvacuumleve1．Thethreepanswereanalyzedindetail，andthecharacteri

3、sticsandrelationshipofeachp~ame·terwerepointedout．Basedontheseanalysis，researcherscanestablishlifeassessmentmodelforvacuuminterrupterinordertoachieveeffectivepredictorsofthelifespan．Keywords：vacuumarcextinguishchamber；lifeperiod；parameter模型所選擇的特征參數(shù)并不完全一致，所賦予的權(quán)重1引言也不盡相同。如文獻(xiàn)[1]中基

4、于可拓理論的評估方真空斷路器以其觸頭開距小、燃弧時間短、滅弧能法，選擇相對電磨損程度、累計(jì)開斷次數(shù)、絕緣介質(zhì)以力強(qiáng)、觸頭磨損小、滅弧室容易更換等一系列優(yōu)點(diǎn)而得及使用年限作為電氣特征指標(biāo)；文獻(xiàn)[2]中基于模糊到越來越廣泛的應(yīng)用，目前更是在中低電壓等級的開理論的評估方法，則選擇相對電磨損、開斷短路電流累關(guān)市場上占據(jù)主要地位，因此，對真空斷路器壽命評估積和、開斷次數(shù)以及導(dǎo)電回路電阻作為電氣特征指標(biāo)。的研究一直是一個熱門話題。為了評估斷路器壽命，本文把真空斷路器滅弧室壽命特征參數(shù)分為觸頭國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者建立了大量的評估方法和分析模型，材料、電弧能量以及真空度三

5、個部分分別進(jìn)行詳細(xì)分但這些方法和模型大多還處在探索階段，在實(shí)際應(yīng)用析，見圖1。中還有一定的難度。要想對真空斷路器壽命進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評估，就必須建立能準(zhǔn)確反映斷路器各種特征指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。而這些數(shù)學(xué)模型都是建立在對斷路器特征參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上的，因此選擇具有滅弧室壽命特征參數(shù)代表性的特征參數(shù)，并進(jìn)行綜合、全面的分析研究就顯得尤為重要，但目前為止卻較少有這方面的研究報(bào)導(dǎo)。真空斷路器的核心部件是滅弧室，從某種程度上真空度來說，滅弧室的壽命就決定了斷路器的壽命，因此，對圖1滅弧室壽命特征參數(shù)真空滅弧室特征參數(shù)的研究是重中之重。根據(jù)目前的文獻(xiàn)資料，研究人

6、員提出的這些評估2《電氣開關(guān)》(2013．No．5)3．1耐電弧腐蝕特性2真空滅弧室結(jié)構(gòu)觸頭開斷、電弧起燃的瞬間，電流集中到電極間的真空滅弧室主要由外殼、觸頭和主屏蔽罩三大部少數(shù)接觸點(diǎn)上，損耗劇增，使得接觸點(diǎn)溫度急劇升高，分組成，常見結(jié)構(gòu)見圖2。外殼的作用是構(gòu)成一個真引起電極金屬材料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化(見圖空密封的容器，在其中裝有動觸頭、靜觸頭和主屏蔽4)。隨著觸頭的進(jìn)一步分開，熔化的電極材料會變成罩，同時又是動、靜觸頭之間的支撐。觸頭是真空滅弧金屬蒸氣。金屬蒸氣的溫度非常高，使得部分原子可室內(nèi)最重要的部件，用來導(dǎo)通和開斷電流。能發(fā)生熱電離，加上

7、觸頭剛分離時，間隙距離很短，電真空滅弧室常用的屏蔽罩有主屏蔽罩和波紋管屏場強(qiáng)度很高，陰極表面在高溫、強(qiáng)電場的作用下又會發(fā)蔽罩。主屏蔽罩包在觸頭周圍，用來防止燃弧時弧柱射出大量電子，并很快發(fā)展成溫度很高的陰極斑中產(chǎn)生的大量金屬蒸汽和液滴噴到絕緣外殼的內(nèi)壁點(diǎn)J。陰極斑點(diǎn)不斷發(fā)射電子并產(chǎn)生金屬蒸氣，形成上，以致降低其耐壓強(qiáng)度；同時又使金屬蒸汽迅速冷卻弧柱區(qū)，見圖5?；≈鶇^(qū)集聚著大量高溫的金屬離子、而凝結(jié)成固體，不讓其返回到弧隙中，以有利于弧隙中原子和電子，不斷的灼燒觸頭，使得觸頭表面逐漸粗糙氣體粒子密度迅速降低和介質(zhì)強(qiáng)度快速恢復(fù)。波紋管變形，從而造成電磨損

8、，即電弧腐蝕。屏蔽罩包在波紋管周圍，使燃弧時產(chǎn)生的金屬蒸汽不致凝結(jié)到波紋管表面上，對波紋管具有保護(hù)作用。圖4