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    2. 產品知識

      vs1真空斷路器的觸頭結構設計

      vs1真空斷路器的觸頭結構設計:

      vs1真空斷路器內觸頭結構的作用主要是在真空滅弧室分斷短路電流時,在觸頭間形成橫向磁場或縱向磁場,從而限制觸頭表面陽極斑點的形成,提高滅弧室的分斷能力。觸頭結構形成所需磁場的方式主要有兩種:一是通過改變電流方向形成所需的磁場;二是通過設置磁性材料聚攏磁力線形成所需方向的磁場。常用的觸頭結構主要有圓盤形平板觸頭、橫向磁場觸頭和縱向磁場觸頭。  

      (1)vs1真空斷路器圓盤形平板觸頭:  

      最簡單的觸頭結構,只適用于開斷小容量(6.3kA以下)的vs1真空斷路器和真空接觸器,制造工藝簡單,成本低。  

      vs1.jpg

      (2)vs1真空斷路器橫向磁場觸頭:  

      橫向磁場觸頭是指真空滅弧室在分vs1真空斷短路電流時,在其電極間產生的與電極軸線垂直的磁場。在足夠的橫向磁場的作用下,真空電弧沿著觸頭表面不斷地高速運動,從而避免了觸頭表面的嚴重熔化,在電流過零后能迅速恢復絕緣強度,有利于電弧的熄滅。但橫向磁場會將運動時的電弧彎曲拉長,使電弧電壓及電弧能量變大,沒能從根本上解決陽極斑點的形成問題,很難將分斷電流提高到40 kA以上。橫向磁場觸頭的典型結構主要有螺旋槽橫磁(圖2-7(a))、杯狀橫磁(圖2-7(b))、萬字槽橫磁等。  

      帶螺旋槽形橫向磁場觸頭適用于開斷容量在8~25kA的vs1真空斷路器,這種觸頭能在大電流的電弧作用下產生橫向磁場,驅使電弧運動,從而熄滅電弧。

      杯形橫向磁場觸頭這種觸頭的最大優點是在開斷電流時會增加橫向磁場強度,使電弧沿著觸頭以極高的速度運動,大大減輕觸頭的燒損率提高開斷能力。 

      vs1真空斷路器橫向磁場觸頭:

      vs1真空斷路器橫向磁場觸頭.jpg

      圖2-7橫向磁場觸頭

      (a) 螺旋槽形:1-銅合金基弧觸頭;

      (b) 杯形:2- 銅基觸頭;  

      (3)vs1真空斷路器縱向磁場觸頭:  

      縱向磁場觸頭是指真空滅弧室在分vs1真空斷路器電流時,在其電極間產生的與電極軸線方向一致的磁場。采用縱向磁場提高真空開關的分斷能力與采用橫向磁場的情況截然不同,縱向磁場的加入可以提高由擴散性電弧轉變到收縮型電弧的轉換電流值。在足夠的的縱向磁場的作用下,電弧斑點在電極觸頭表面均勻分布,觸頭表面不會產生局部嚴重熔化,并具有電弧電壓低、電弧能量小的優良特征,這對于弧后絕緣強度恢復,提高分斷能力是十分有益的。

      目前,大容量的真空滅弧室多采用縱向磁場觸頭,這是因為縱向磁場觸頭具有電磨損小,使用壽命長和分斷能力強等優點。  

      縱向磁場觸頭分為單極型(圖2-8)和多極型(圖2-9)。

      vs1真空斷路器縱向磁場觸頭.jpg

      圖2-8單極型縱向磁場觸頭

      vs1真空斷路器單極型縱向磁場觸頭

      i—電弧電流; F—縱向磁場力  

      vs1真空斷路器多級型縱向磁場觸頭

      單極型縱向磁場觸頭.jpg

      圖2-9多極型縱向磁場觸頭

      (a) 觸頭;                                           

      (b) 磁力線極性圖 i—電弧電流;

      F1、F2—縱向磁場力;A,B,C,D—磁場區域

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