低压电器讲稿-触头与灭弧系统

低压直流电器灭弧装置的设计
计算灭弧室的电弧电压
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作电弧静态伏安特性及电路伏安特性
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5—6个 :作出静伏安特性
:电路伏安特性
低压直流电器灭弧装置的设计
8）确定灭弧室尺寸
两特性无交点,电弧熄灭 两特性有交点,则增加 重算 两者相切,此时电弧长度为临界长度 灭弧室周界长度>临界长度 电弧不至于吹出灭弧室外
2
第二节 闭合工作的触头
接触电阻（表4-1、4-2） 接触力 与可承载的电流有关，与结构及散热情况有关 不应超过材料的屈服极限 长期闭合工作的可动连接接触压力按表4-4选择 电流密度按表4-5选择 不同接触形式单位电流接触力按表4-6选择
第三节 载流情况下触头的闭合
触头弹跳的过程
第四节 载流情况下触头的分断
原理
B
在电弧电流过零后300μS以内
金属栅片灭弧室介质恢复强度特性
金属栅片式灭弧室的设计
短弧段数的确定 交流电弧电流过零瞬时,工频恢复电压值 用三极电器分断三相电路,若电源中性点与负载中性点 一点接地: 两点均接地: 用两极电器分断单相电路:
金属栅片式灭弧室的设计
短弧段数的确定
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恢复电压
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国标:
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电路固有振荡频率:
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恢复电路的振幅系数:
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金属栅片式灭弧室的设计
短弧段数的确定 交流电弧熄灭条件 选取适当短弧数 作图,若 处处高于 则电弧熄灭 否则增加短弧段数
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第一节 概述 触头与灭弧系统是开关电器的重要组成部分 触头工作分为四种情况 分断状态 闭合状态 闭合过程 分断过程
第四章 触头与灭弧系统
第一节 概述
负载电路的电压、电流、功率因数或时间常数 分断与闭合能力 负载工作制 电路的固有振荡频率与振幅系数
触头与灭弧系统设计依据
1
电寿命与机械寿命
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开距增大， 燃弧时间增加 （降低电弧运动速度）
大电流：
第五节 触头参数的选择与计算
交流电器 灭弧时间不超过0.1S 220V时无临界电流区 380V后与直流时一样
第五节 触头参数的选择与计算
触头选择与计算步骤
开距确定 根据开关用途与通断电流大小选择触头材料 由触头材料性能查出选用材料的熔化温度,计算触头接触电压 根据计算得出的接触电压与闭合工作电流,计算接触电阻 由接触电阻经验公式计算所需接触力F (设计时也可按经验值选择接触力)
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法
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永久磁铁
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对于直流接触器:
03
低压直流电器灭弧装置的设计
按宽缝情况计算不同电弧电流时,电弧运动速度
弧隙磁场强度
02
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计算电弧电流在 范围,5-6个电流值的
第六节 灭 弧 装 置
绝缘材料灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
绝缘材料灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
栅片灭弧室
第六节 灭 弧 弧 装 置
栅片灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
中小容量断路器 栅片灭弧室
第六节 灭 弧 装 置
大容量断路器
串联磁吹线圈
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优点：线圈与主触头串联
对熄灭大电流电弧有利 缺点： 对熄灭小电流电弧不利 为此，需增加线圈匝数，串联又增加线径导致耗铜多
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法 并联磁吹线圈 优点：线圈接于电源 电压一定，B与线圈R与N有关，而与电弧电流 无关，故 与串联磁吹相比， 对熄灭小电流电弧有利，线径小，N少，故耗铜少 缺点：极性固定，主回路或磁吹线圈接反， 导致反吹 灭弧不可靠 线圈与主回路绝缘，受电弧影响，绝缘老化，结构性差
第六节 灭 弧 装 置
大容量断路器
第七节 灭弧系统的计算
低压直流电器灭弧装置的设计 低压直流电器熄弧方式分类 自然灭弧 机械运动或电动力将电弧拉长 强制灭弧 一般为磁吹 （运用外加磁场增加电弧运动速度）
低压直流电器灭弧装置的设计
在触头间隙中产生外加磁场的方法
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第四节 载流情况下触头的分断
触头分断产生电弧，尽快将电弧引至引弧角
临界电流 有磁吹：5-10A 无磁吹：20-70A 直流开关电器触头开距据临界灭弧电流来选择 曲线1：自由电弧 曲线2：有磁吹及有灭弧室 区域1：随电流增加燃弧时间增长 区域2：与1相反
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01
低压直流电器灭弧装置的设计
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计算电弧直径
01
A:缝宽 宽缝灭弧室: 窄缝灭弧室:
初定灭弧室尺寸
02
低压直流电器灭弧装置的设计
5）初定灭弧室尺寸
B:初定电弧长度 U—触头断开时所承受的电压 -电弧电压纵向梯度(V/cm)
燃弧时电弧在触头表面形成若干个弧根，弧根区域中形成一个深池，触头材料由熔池蒸发，对触头产生严重的烧损
均质触头材料的金属蒸发对弧根的影响
第四节 载流情况下触头的分断
非均质触头材料上金属的蒸发促使弧根稳定
沸点高的材料形成骨架，在弧根区域银先熔化沸腾，蒸发出来的银蒸气对骨架起冷却作用，包围弧柱，促使弧根停留在原处，减少金属蒸发而产生的磨损
优点：节铜、节能，无绝缘问题，B与U、I无关 缺点：受外界磁场、温度及振动而退磁，须进 行稳磁处理 至于极性可设计成无极性永磁磁铁灭弧装置
低压直流电器灭弧装置的设计
已知条件：电源电压 分断电流
直流灭弧装置的设计
01
夹板距离(Δ)>触头宽度+灭弧室壁厚
初定磁吹线圈匝数、夹板之间距离等结构参数
02
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低压直流电器灭弧装置的设计
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若选用窄缝灭弧室 其余同上
低压直流电器灭弧装置的设计
小电流交流电器一般不加灭弧装置,而 利用双断点或四断点来提高介质恢复强度 电流较大时,需采用灭弧装置来迅速灭弧 常用有: 金属栅片式灭弧室 多纵缝灭弧室 真空灭弧室
金属栅片式灭弧室的设计
A
利用交流电弧过零时的近阴极效应灭弧
第五节 触头参数的选择与计算
第五节 触头参数的选择与计算
直流电弧熄灭时的长度计算公式
式中： ---开断电流 --系数，不同气体时系数见表4-9
直流接触器
第五节 触头参数的选择与计算
第五节 触头参数的选择与计算
开距增大， 燃弧时间减少 （弧根在窄缝中运动受限）
小电流：