低压电器讲稿触头与灭弧系统.pptx

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 1） 串联磁吹线圈
优点B ： 线I 圈与F 主 触I 2 头串联 对熄灭大电流电弧有利
缺点： I F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 2） 并联磁吹线圈
优点：线圈接于电源 无电关压，一故定，F B与I 线圈I R与与串FN联有磁关吹，相而比与，电弧电流 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 U B 灭弧F 不可靠
线圈与主回路绝缘，受电弧影响，绝缘老化，结构性差
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 2） 永久磁铁
6）计算灭弧室的电弧电压
Uh
l
h
92 Ih
0.312 I h
2 3 f
0.373
vh 2 Ih
V
7）作电弧静态伏安特性及电路伏安特性 5—6个 Ih ~:U作h 出静伏安特性 :U电N 路~ I伏0 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lh
Uh
两特性有交点,则增加 重算
4）计算电弧直径
dh 1.12
I h cm
20 vh
5）A初:缝定宽灭弧室f 尺寸
宽缝灭弧室:
f dh
窄缝灭弧室:
f dh
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
lh
U 24 cm
Eh
U—触头断开时所承受的电压
--E电h弧电压纵向梯度(V/cm)
低压直流电器灭弧装置的设计
第四节 载流情况下触头的分断
➢ 均质触头材料的金属蒸发对弧根的影响
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
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ຫໍສະໝຸດ Baidu 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
➢ 直流电弧熄灭时的长度计算公式
lk
nn
n 1 n1
UI 0 n
c0.102 pm
cm
式中： I 0 ---开断电流
c.n.m ---系数，不同气体时系数见表4-9
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 直流接触器
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 小电流： 开距增大，
燃弧时间减少 （弧根在窄缝中运动受限） ➢ 大电流： 开距增大，
第四章 触头与灭弧系统
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
第一节 概述
➢ 触头与灭弧系统设计依据
• 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 • 电寿命与机械寿命
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
直流灭弧装置的设计 已知条件：电源电压 分断电流
1）初定磁吹线圈匝数、夹板之间距离等结构参数 夹板距离(Δ)>触头宽度+灭弧室壁厚 对于直流接触器:
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)
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 装 置
➢ 栅片灭弧室
第六节 灭 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
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 A 自然灭弧
机械运动或电动力将电弧拉长
B 强制灭弧 一般为磁吹 （运用外加磁场增加电弧运动速度）
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
第五节 触头参数的选择与计算
➢ 直流开关电器触头开距据临界灭弧电流来选择
临界电流 有磁吹：5-10A 无磁吹：20-70A
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
第五节 触头参数的选择与计算
燃弧时间增加 （降低电弧运动速度）
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,
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
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
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
低压直流电器灭弧装置的设计
9）若选用窄缝灭弧室
vh 6 f
10I h H cm / s
f
Uh
lh
92 Ih
0.312 I h
2 3 f
7 104 3
vh 2 I h
f2
V
其余同上
➢低压交流电器灭弧装置的设计
H 240A / cm
I分、 N 线圈
低压直流电器灭弧装置的设计
0 I分
H I h N A / cm
2）计算电弧电流在 范围,5-6个电流值的 弧隙磁场强度
3）按宽缝情v况h 计4算1.2不3 同1 电0I.h弧4HH电20.3流2时cm,电/ s弧 运动速度
低压直流电器灭弧装置的设计