DC1500V直流快速斷路器詳述之一(滅弧結構)
DC1500V直流快速斷路器詳述之一(滅弧結構)
以下圖示展示了與滅弧過程相關的結構。假設在直流系統中發生接地故障,保護裝置將驅動斷路器分閘,此時靜觸頭(1105)與動觸頭(1120)之間會產生電弧。電弧的形成及其在滅弧罩中的引導過程如下:電弧首先在主觸頭間形成,通過右手定則可以判斷出電弧產生的磁場方向。由于金屬柵片的磁阻遠小于空氣,電弧電流周圍的磁通路徑發生改變,導致電弧上方的磁通比下方稀疏。因此,下方的磁場方向為紙面向內,根據左手定則,電弧受到向上的電磁力,使電弧脫離主觸頭,落在引弧結構上(陽極為1115-1116,陰極為1192-1193)。
導讀以下圖示展示了與滅弧過程相關的結構。假設在直流系統中發生接地故障,保護裝置將驅動斷路器分閘,此時靜觸頭(1105)與動觸頭(1120)之間會產生電弧。電弧的形成及其在滅弧罩中的引導過程如下:電弧首先在主觸頭間形成,通過右手定則可以判斷出電弧產生的磁場方向。由于金屬柵片的磁阻遠小于空氣,電弧電流周圍的磁通路徑發生改變,導致電弧上方的磁通比下方稀疏。因此,下方的磁場方向為紙面向內,根據左手定則,電弧受到向上的電磁力,使電弧脫離主觸頭,落在引弧結構上(陽極為1115-1116,陰極為1192-1193)。
一、滅弧結構主要部件及滅弧過程以下圖示展示了與滅弧過程相關的結構。假設在直流系統中發生接地故障,保護裝置將驅動斷路器分閘,此時靜觸頭(1105)與動觸頭(1120)之間會產生電弧。電弧的形成及其在滅弧罩中的引導過程如下:電弧首先在主觸頭間形成,通過右手定則可以判斷出電弧產生的磁場方向。由于金屬柵片的磁阻遠小于空氣,電弧電流周圍的磁通路徑發生改變,導致電弧上方的磁通比下方稀疏。因此,下方的磁場方向為紙面向內,根據左手定則,電弧受到向上的電磁力,使電弧脫離主觸頭,落在引弧結構上(陽極為1115-1116,陰極為1192-1193)。電弧進入滅弧罩后,連接排、電弧陽極、電弧陰極、短接棒(紅圈部分)、下部連接排形成完整回路。電弧繼續受到向上的電磁力,移動至滅弧角(806),并進入金屬柵片中。金屬柵片將電弧分割成多個短弧,每段短弧產生電壓降,導致電弧兩端總電壓增大。當電弧電壓超過電源電壓,電弧能量消耗大于供應,電弧溫度降低,電離能力減弱。同時,柵片間隙較小,電弧被壓縮,與冷態柵片接觸面積增大,促進電弧冷卻。這些作用共同作用,電弧電流逐漸減小,最終熄滅電弧。(滅弧原理圖略)在UR40快速直流斷路器中,柵片設計成V字形,減小電弧進入阻力,優化磁路,增強電弧吸力。金屬柵片是滅弧罩中關鍵部分,柵片數量越多,電弧分割越細,電壓升高越多,冷卻面積越大,有利于熄弧。但柵片數量不可過多,以免增加電弧進入阻力,導致柵片燒損。二、滅弧部件實物圖實物圖有助于加深對上文提及結構的理解,可結合文本進行比對。三、城軌直流系統滅弧特點地鐵系統由直流電機驅動,電動機為電感負載。地鐵供電系統具有較大的感性,電感值很大。輸電線路等效為電阻與電感的串聯。電弧高溫可能導致觸頭燒蝕或開關設備損壞,但電弧也有助于釋放電路中的磁能,降低過電壓。電弧需在電感能量釋放完畢后才能熄滅,確保電路完全斷開,避免過電壓對設備造成危害。四、易損部件及更換標準跳閘后復送電前,應檢查動觸頭、靜觸頭、限弧板、引弧結構、滅弧角、金屬柵板、絕緣柵板。引弧結構由多個部件組成,包括靜觸頭總成和陰極引弧結構。易損部件更換標準如下:1. 動觸頭、靜觸頭、電極、MU金屬條以W2值為基準,新觸頭W2尺寸應為8±1mm。W2≦3±1mm時,需更換部件。2. 限弧板:局部燒傷痕跡達到初始厚度一半時。3. 滅弧角:局部燒傷截面達到初始截面積一半時。4. 金屬柵板:兩板間接觸或(1)部分燒損高度達到原始高度一半時。5. 絕緣柵板:燒損深度達原始厚度一半或出現垂直裂縫時。五、總結本文闡述了滅弧結構的多個部件及其在滅弧過程中的作用。該型斷路器利用機械力和電弧產生的磁場拉長電弧,通過金屬柵板形成短弧增大電弧電壓,促進熄弧。高溫電離氣體通過絕緣柵板降溫去電離,防止復燃。然而,若斷路器電流回路偏小,電弧力不足,可能導致電弧停留在觸頭上,損傷觸頭。后續文章將繼續探討這一主題。
DC1500V直流快速斷路器詳述之一(滅弧結構)
以下圖示展示了與滅弧過程相關的結構。假設在直流系統中發生接地故障,保護裝置將驅動斷路器分閘,此時靜觸頭(1105)與動觸頭(1120)之間會產生電弧。電弧的形成及其在滅弧罩中的引導過程如下:電弧首先在主觸頭間形成,通過右手定則可以判斷出電弧產生的磁場方向。由于金屬柵片的磁阻遠小于空氣,電弧電流周圍的磁通路徑發生改變,導致電弧上方的磁通比下方稀疏。因此,下方的磁場方向為紙面向內,根據左手定則,電弧受到向上的電磁力,使電弧脫離主觸頭,落在引弧結構上(陽極為1115-1116,陰極為1192-1193)。
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