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器磁吹断路
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利用磁场的作用使电弧熄灭的一种断路器。磁场通常由分断电流本身产生,电弧被磁场吹入灭弧片狭缝内,并使之拉长、冷却,直至最终熄灭。磁吹断路器的触头在空气中闭合和断开。

磁吹断路器是利用磁吹原理灭弧的断路器。利用磁场对弧柱的电磁力,驱使电弧进入由一组栅片形成的灭弧室,由于电弧与栅片壁接触,加速了电弧的冷却,去游离作用加强,使电弧快速熄灭。

简介

磁吹断路器按磁吹原理分为电磁式和电弧螺管式两类。按照栅片材质的不同,磁吹断路器一般分为金属栅片式和绝缘板栅片式两种 [1] 。(1)电磁式磁吹断路器利用分断电流流过专门的磁吹线圈产生吹弧磁场将电弧熄灭。这种结构需要专门设置磁吹线圈和磁极板等元件,其结构比较复杂,笨重,分断性能也较差,在早期的磁吹断路器中曾广泛采用。串联磁吹线圈的熄弧原理在低压直流磁吹断路器中也被采用。(2)电弧螺管式磁吹断路器出现于20世纪60年代。其原理是利用绝缘灭弧片和小弧角(装在灭弧片下端的U形钢片)将电弧分割,形成连续的螺管电弧,并产生强磁场,从而驱使电弧在灭弧片狭缝中迅速运动,直至熄灭。这种断路器三相装在一个手车式底架上,配用一个操动机构。合闸时,由动、静主触头快速接通导电回路;分闸时,电弧在动、静触头之间产生,在流经触头回路的电流磁场和压气皮囊产生的作用下,被转移到大弧角上。此时,在辅助系统的磁场驱动下,电弧继续迅速向上运动,当到达小弧角时,电弧被分割成相互串联的若干短弧,这些短弧在电流磁场和小弧角磁性的推拉作用下,很快进入狭缝,形成一个直径不断增大的螺管电弧。这种断路器结构较简单,体积较小,重量较轻,分断性能高。

金属栅片式磁吹断路器:金属栅片式磁吹断路器的结构原理如图1所示,其栅片是金属导体,电弧在电磁力作用下进入一组栅片后,被分割成若干短电弧,当电流过零后,每个短弧隙上的介电强度可高达数百伏(由于阴极效应,介电强度可恢复到200V)。在金属栅片中的炽热气体是金属蒸汽和空气的混合体。据一般的规律,高电离电位、低沸点材料栅片间隙的阴极效应,使得栅片间隙具有较高的介电强度 。绝缘栅片式磁吹断路器具有“之”字形迷宫式的窄缝,多用于15kV及以下的系统中。中国华通开关厂制成以云母玻璃栅片组成的灭弧室,用于40.5kV磁吹断路器上,其原理与金属栅片式相同。但因电压较高,为了加长电弧,并使动、静触头间的电弧能很快进入栅片组,采用了能形成强烈磁吹的几个线圈,它们在正常工作状态下并不接入线路,而是跨接在电弧路径中的几个区段上。当电弧向栅片内延伸时,这些磁吹线圈被依次接入主回路,电磁力迫使电弧进入栅片区,电弧被拉长,弧柱与绝缘栅片表面接触后,栅片受热释放出大量气体,电弧被冷却而熄灭(不是由于阴极效应) 。

评价

磁吹断路器以大气为介质,用耐热陶瓷或云母玻璃作灭弧片,电气寿命长,能适应频繁操作的场合。在分断过程中,电弧电阻迅速增加,可以改善功率因数;产生的过电压最小,分断特性优良。其额定电流和分断电流较大,可适应电网发展的需要,分断电流现已达60千安。磁吹断路器运行安全,维护方便。但与其他断路器比,其结构复杂,体积大,成本高,一般只适用于20千伏以下的电压等级。 磁吹断路器通常难于开断电力电缆线路的短路故障。因为,电缆线路形成的恢复电压上升率较低,电弧在发展初期较易熄灭,此时电弧路径尚未发展到栅片区,只处在离触头不远的空间内。这一区域充满高温电离化蒸汽,在高的恢复电压峰值到来时形成热击穿。电缆线路电容中储存的能量释放出来,使这种短路难于顺利开断。 磁吹断路器以其无油、无火灾危险,能适应频繁操作的优点而得到广泛应用。但是,它的开断能力和电压等级都不高,且价格较贵。在更高电压等级的系统中,其地位被空气断路器六氟化硫断路器真空断路器所取代 。

视频

万能式断路器是怎么使用的?

参考文献