多數低壓直流斷路器都采用金屬柵片滅弧室,比窄縫滅弧室的限流效果好。金屬柵片對分斷過程中的介質恢復很有幫助,較大尺寸的金屬柵片能降低電弧溫度,減少熱電子的發射,提高擊穿電壓,利于介質恢復。
開斷過程中電弧電壓越高,斷路器的限流性能越好。電弧電壓是由弧柱壓降和眾多的短弧近極壓降組成,即認=El十nUo,其中n為短弧的數量,U。為短弧的近極壓降,一般為20一25V,E為弧柱電場強度,L為電弧長度,所以金屬柵片的數量很重要。大量的試驗研究表明,功率電感柵片數量較多時,電弧近極壓降總和可達電弧電壓的50%左右。圖2所示的滅弧室柵片(含引弧板)數量為巧片,再加上引弧角可形成最多巧個串聯的短弧,近似計算單斷口的電弧近極壓降為375V,電弧電壓理論值約為750V,則該四斷口串聯的直流斷路器電弧電壓理論最高值約為3000V。該直流斷路器分斷電流36.4A的波形如圖3所示,其電弧電壓峰值為DC2960V,與理論計算值十分吻合。由圖3可見,電弧電壓上升較慢,全分斷時間較長,這是因為小電流時的自勵磁場和氣吹壓力均較小,電弧移動的驅動力相應較小,則電弧完全進人滅弧室的移動速度較慢。
滅弧室設計時還應合理設計柵片形狀、布置和與觸頭的距離,目的是將電弧快速引人柵片內并盡量拉長。模壓電感柵片通常為圖2所示的縱向曲縫式(即迷宮式),上下相鄰柵片的曲縫左右交錯,可以拉長電弧長度,增大接觸面積,顯著提高電弧電壓和消游離作用。設計時應選取合適的柵片間距,以提高電弧運動速度,但在固定空間內將減少柵片的數量,降低了電弧電壓,削弱了對電弧的去游離作用;柵片間距太小,電弧運動速度減慢,同時將加大氣吹阻力,在大電流分斷時可能造成反吹的后果,并且較小間距的柵片容易被金屬顆粒物短接而失去作用。交流斷路器設計時通常將柵片與觸頭間的距離取稍大是為了獲得較長的電弧長度,以提高電弧電壓;在直流斷路器設計時一般是在合理范圍內取較小值,這是為了小電流時電弧也能快速進人滅弧室,否則當距離超過臨界值時,小電流電弧自身產生的磁場和氣流根本不足以使其轉移到滅弧室中。
為了盡可能的充分利用全部柵片,滅弧室中常設計有圖2所示的引弧板,一體成型電感將其裝在金屬柵片的最上方,并將其下方的數片柵片布置得離動觸頭(或引弧角)稍遠,則電弧在磁力影響下,會由最近的引弧板進人,這樣就能充分地利用全部的金屬柵片,形成數目最多的短弧。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠