U型滅弧柵片在不同等級(jí)電流分?jǐn)嗟挠绊懛治?/h1>
2024-12-16 00:00:00孫良權(quán)
現(xiàn)代建筑電氣 2024年7期
摘要： 通過對(duì)兩種滅弧柵片結(jié)構(gòu)在不同電流等級(jí)下的分?jǐn)嘣囼?yàn)對(duì)比，得出不同滅弧柵片結(jié)構(gòu)對(duì)不同電流開斷時(shí)的影響程度。結(jié)果表明：滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流開斷無明顯影響，對(duì)額定電流開斷有重要影響，對(duì)低短路電流開斷有微小影響，對(duì)高短路電流開斷無明顯影響。通過對(duì)開斷不同直流電流下電弧的電壓和電流波形圖的研究分析，對(duì)提升產(chǎn)品的性能及使用的可靠性有一定的幫助。關(guān)鍵詞： 直流斷路器; 滅弧柵片結(jié)構(gòu); 電流開斷; 磁吹
中圖分類號(hào)： TU852文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 1674-8417（2024）07-0013-04
DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.07.003
0引言
直流輸配電技術(shù)具有傳輸線路損耗低、快速控制的調(diào)節(jié)性能、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而新能源技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然路徑。光伏行業(yè)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了直流配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，因此也對(duì)直流電器開關(guān)提出了更高的要求。由于交流電在一個(gè)周期內(nèi)有兩次過零，而直流電有別于交流電不存在自然過零瞬間，因此以空氣作為介質(zhì)的直流斷路器需要通過建立足夠的電弧電壓實(shí)現(xiàn)電弧熄滅［1］。直流電路開斷大致分為系統(tǒng)故障下短路開斷及系統(tǒng)正常下帶載開斷兩種工況［2］。
短路開斷時(shí)需要斷路器產(chǎn)品能夠快速熄滅線路中產(chǎn)生的短路電流電弧，防止電弧對(duì)開關(guān)的損壞從而導(dǎo)致被保護(hù)設(shè)備及線路被燒損，因此在元器件選用時(shí)通常選擇滿足相應(yīng)需求的斷路器產(chǎn)品。
當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，帶載開斷電路時(shí)分為兩種情況，當(dāng)電流較大時(shí)產(chǎn)生的電弧能量也相對(duì)較高，容易在斷路器內(nèi)部產(chǎn)生高溫、高壓區(qū)域，這些因素亦可成為驅(qū)動(dòng)電弧向低溫、低壓區(qū)運(yùn)動(dòng)的條件;而當(dāng)電流較小時(shí)電弧能量相對(duì)較小，產(chǎn)生的磁場及氣體流動(dòng)效果非常微弱，因此電弧會(huì)以較慢的速度移動(dòng)，導(dǎo)致斷路器產(chǎn)品開斷時(shí)間變長［3］。
氣吹滅弧技術(shù)和磁吹滅弧技術(shù)是斷路器快速熄滅電弧的常用手段。其中滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征的磁吹效果在不同的電流開斷中起到了不同的作用。
1試驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)條件
斷路器產(chǎn)品選擇上下結(jié)構(gòu)布局形式的兩極新平臺(tái)直流塑殼斷路器，對(duì)比試驗(yàn)時(shí)僅變化滅弧室中滅弧柵片的結(jié)構(gòu)形式，保持其他結(jié)構(gòu)及參數(shù)相同。兩種不同的滅弧柵片結(jié)構(gòu)如圖1所示。有U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片產(chǎn)品模型剖面圖如圖2所示。無U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片產(chǎn)品模型剖面圖如圖3所示。
根據(jù)產(chǎn)品的可開斷電流大小范圍，確定試驗(yàn)電壓為DC 1 500 V，在開斷正常電流情況下：臨界直流負(fù)載電流為4 A，額定電流為630 A;在開斷故障電流情況下：低短路開斷電流為5 kA，高短路開斷電流為20 kA。測量收集分?jǐn)鄷r(shí)的電流和電壓數(shù)據(jù)，通過試驗(yàn)對(duì)比說明不同滅弧柵片結(jié)構(gòu)在不同電流分?jǐn)鄷r(shí)的作用。
2結(jié)果分析
（1） 在臨界直流負(fù)載電流情況下。
斷路器在開斷臨界直流負(fù)載電流時(shí)，開斷電流比較小，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場很小，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也很小，動(dòng)靜觸點(diǎn)的弧根分別停留在動(dòng)靜觸頭上，弧根不發(fā)生位移，電弧的弧柱區(qū)域僅向柵片方向彎曲，電弧不進(jìn)入滅弧柵片，不被柵片切割，僅依靠介質(zhì)冷卻熄滅電弧，導(dǎo)致開斷的燃弧時(shí)間急劇增加。臨界電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖4所示。
從圖4可以看出，兩種滅弧柵片開斷臨界負(fù)載電流時(shí)，電弧電壓數(shù)值差不多，因?yàn)殡娀∥催M(jìn)入滅弧室，電弧電壓主要為弧柱電壓，在電弧熄滅時(shí)刻電弧電壓仍遠(yuǎn)低于電源電壓，電弧的熄滅是由于電弧的冷卻造成的。通過對(duì)比試驗(yàn)，說明電流較低時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)電弧的吸引效果較弱，在磁吹較弱的情況下不能加快臨界電流電弧的熄滅，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流的開斷無明顯的影響。
（2） 在額定電流情況下。
斷路器開斷額定電流時(shí)，電流比較大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場較大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也較大，電弧的弧根可以從動(dòng)靜觸點(diǎn)轉(zhuǎn)移至引弧片，電弧可以快速進(jìn)入滅弧室被滅弧柵片切割。兩種柵片額定電流開斷波形對(duì)比圖如圖5所示。兩種柵片額定電流開斷電弧電壓對(duì)比圖如圖6所示。
從圖5和圖6可以看出，當(dāng)斷路器剛斷開產(chǎn)生電弧的5 ms時(shí)間內(nèi)，兩種滅弧柵片對(duì)比試驗(yàn)的電弧電壓上升和電流下降值相差不大，因?yàn)閯偖a(chǎn)生電弧時(shí)，電弧還沒有被拉長，電弧電壓較低。在5 ms以后，電弧被快速拉長，有U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片被電流磁化后吸引電弧快速進(jìn)入滅弧柵片，電弧電壓快速上升，電弧電流快速下降，電弧燃弧時(shí)間短;無U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片磁化較弱，滅弧柵片和電弧的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，觸頭打開區(qū)域內(nèi)電弧受到的磁吹力較小，電弧的弧根轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)速度慢，電弧進(jìn)入滅弧室遠(yuǎn)端的柵片更困難，導(dǎo)致電弧電壓波動(dòng)大，電流下降的速度較慢，電弧的燃弧時(shí)間長。通過對(duì)比試驗(yàn)及波形圖，說明有U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片對(duì)額定電流電弧的熄滅有重要的影響。
在直流臨界負(fù)載電流和額定電流的分?jǐn)嘀?，因電流值相?duì)較小，電弧產(chǎn)生的能量低，對(duì)觸頭滅弧區(qū)域的絕緣材料灼燒不嚴(yán)重，絕緣材料產(chǎn)氣較少，滅弧室區(qū)域不能形成足夠的氣壓，沒有明顯的氣吹作用。
（3） 在低短路電流情況下。
斷路器開斷低短路電流時(shí)，電流比較大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場比較大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力大。同時(shí)，在能量較大電弧的作用下，絕緣材料的產(chǎn)氣量明顯增加，可較快地增加滅弧室的壓力，推動(dòng)電弧進(jìn)入滅弧室。低短路電流分?jǐn)嚯娏鞑ㄐ螌?duì)比圖如圖7所示。低短路電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖8所示。
從圖7和圖8可以看出，在產(chǎn)氣量相同，氣吹效果一致的條件下，無U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片的電弧電壓更容易出現(xiàn)較大的波動(dòng)，電弧熄滅得更慢。這是因?yàn)闆]有U型結(jié)構(gòu)特征的滅弧柵片對(duì)電弧的吸引效果較弱，電弧進(jìn)入滅弧室遠(yuǎn)處柵片的阻力較大，導(dǎo)致滅弧室切割電弧的滅弧柵片數(shù)量少，滅弧室的利用率低，在電弧電壓上升困難的情況下，電弧熄滅就變得相對(duì)困難，燃弧時(shí)間更長。在低短路電流情況下，因?yàn)闅獯敌Ч脑鰪?qiáng)，U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片磁吹的影響程度降低，總的效果使滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)低短路電流分?jǐn)嘤绊憸p小。
（4） 在高短路電流情況下。
斷路器開斷高短路電流時(shí)，短路電流很大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場很大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也很大。在高短路電流情況下，電弧能量很大，滅弧室絕緣材料在高電弧能量的灼燒下，極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，使滅弧室區(qū)域壓力急劇增加，推動(dòng)電弧快速進(jìn)入滅弧室。高短路電流分?jǐn)嚯娏鞑ㄐ螌?duì)比圖如圖9所示。高短路電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖10所示。
從圖9和圖10的兩個(gè)對(duì)比圖中可以看出，電弧從產(chǎn)生到進(jìn)入滅弧室的時(shí)間內(nèi)，電流和電弧電壓的上升速率幾乎相同，在滅弧室內(nèi)保持的電弧電壓也幾乎相同，總的分?jǐn)鄷r(shí)間都約20 ms。說明在高短路電流的分?jǐn)嘀?，產(chǎn)氣材料產(chǎn)生的氣吹力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磁吹力，兩種滅弧柵片結(jié)構(gòu)的分?jǐn)鄷r(shí)間幾乎沒有差異，在整個(gè)分?jǐn)鄿缁∵^程中，氣吹起到了主要的作用。通過對(duì)比試驗(yàn)說明，在高短路電流情況下，因氣吹滅弧占據(jù)主要的作用，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)的磁吹作用對(duì)短路分?jǐn)酂o明顯影響。
3結(jié)語
U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片在不同電流分?jǐn)嘀衅鸬降淖饔貌煌．?dāng)分?jǐn)嗯R界直流負(fù)載電流時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流的開斷無明顯的影響。當(dāng)分?jǐn)囝~定電流時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)額定電流電弧的熄滅有重要的影響。當(dāng)分?jǐn)嗟投搪冯娏鲿r(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)低短路電流電弧的熄滅有微小的影響。當(dāng)分?jǐn)喔叨搪冯娏鲿r(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)高短路電流電弧的熄滅幾乎無影響。
［1］錢宇.大容量直流空氣斷路器電弧動(dòng)態(tài)特性的研究［D］.沈陽：沈陽工業(yè)大學(xué)，2022.
［2］霍競沖，孟潤泉，李勝文，等.低壓直流配電系統(tǒng)極間短路故障分析與保護(hù)［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2023，39（5）：1-10.
［3］MORIAI H.Interruption technology of breakers for high-voltage direct current［J］.Fuji Electric Review，2012，58（238）：127-132.
收稿日期： 20240517
Analysis of the Influence of U-Shaped Arc Extinguishing Grid on
Different Levels of Current Breaking
SUN Liangquan
［Shanghai Electric Apparatus Research Institute（Group） Co.， Ltd.， Shanghai 200063， China］
Abstract： This article compares the breaking tests of two types of arc extinguishing grid structures at different current levels，and obtains the degree of influence of different arc extinguishing grid structures on different current breaking.The results show that the U-shaped structural characteristics of the arc extinguishing grid have no significant impact on the critical DC load current breaking，have an important impact on the rated current breaking，have a slight impact on the low short-circuit current breaking，and have no significant impact on the high short-circuit current breaking.This article analyzes the voltage and current waveforms of arcs under different DC currents，which can help improve the performance and reliability of products.
Key words： DC circuit breaker; arc extinguishing grid structure; current interruption; magnetic blowing
摘要： 通過對(duì)兩種滅弧柵片結(jié)構(gòu)在不同電流等級(jí)下的分?jǐn)嘣囼?yàn)對(duì)比，得出不同滅弧柵片結(jié)構(gòu)對(duì)不同電流開斷時(shí)的影響程度。結(jié)果表明：滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流開斷無明顯影響，對(duì)額定電流開斷有重要影響，對(duì)低短路電流開斷有微小影響，對(duì)高短路電流開斷無明顯影響。通過對(duì)開斷不同直流電流下電弧的電壓和電流波形圖的研究分析，對(duì)提升產(chǎn)品的性能及使用的可靠性有一定的幫助。關(guān)鍵詞： 直流斷路器; 滅弧柵片結(jié)構(gòu); 電流開斷; 磁吹
中圖分類號(hào)： TU852文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 1674-8417（2024）07-0013-04
DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.07.003
0引言
直流輸配電技術(shù)具有傳輸線路損耗低、快速控制的調(diào)節(jié)性能、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而新能源技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然路徑。光伏行業(yè)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了直流配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，因此也對(duì)直流電器開關(guān)提出了更高的要求。由于交流電在一個(gè)周期內(nèi)有兩次過零，而直流電有別于交流電不存在自然過零瞬間，因此以空氣作為介質(zhì)的直流斷路器需要通過建立足夠的電弧電壓實(shí)現(xiàn)電弧熄滅［1］。直流電路開斷大致分為系統(tǒng)故障下短路開斷及系統(tǒng)正常下帶載開斷兩種工況［2］。
短路開斷時(shí)需要斷路器產(chǎn)品能夠快速熄滅線路中產(chǎn)生的短路電流電弧，防止電弧對(duì)開關(guān)的損壞從而導(dǎo)致被保護(hù)設(shè)備及線路被燒損，因此在元器件選用時(shí)通常選擇滿足相應(yīng)需求的斷路器產(chǎn)品。
當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，帶載開斷電路時(shí)分為兩種情況，當(dāng)電流較大時(shí)產(chǎn)生的電弧能量也相對(duì)較高，容易在斷路器內(nèi)部產(chǎn)生高溫、高壓區(qū)域，這些因素亦可成為驅(qū)動(dòng)電弧向低溫、低壓區(qū)運(yùn)動(dòng)的條件;而當(dāng)電流較小時(shí)電弧能量相對(duì)較小，產(chǎn)生的磁場及氣體流動(dòng)效果非常微弱，因此電弧會(huì)以較慢的速度移動(dòng)，導(dǎo)致斷路器產(chǎn)品開斷時(shí)間變長［3］。
氣吹滅弧技術(shù)和磁吹滅弧技術(shù)是斷路器快速熄滅電弧的常用手段。其中滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征的磁吹效果在不同的電流開斷中起到了不同的作用。
1試驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)條件
斷路器產(chǎn)品選擇上下結(jié)構(gòu)布局形式的兩極新平臺(tái)直流塑殼斷路器，對(duì)比試驗(yàn)時(shí)僅變化滅弧室中滅弧柵片的結(jié)構(gòu)形式，保持其他結(jié)構(gòu)及參數(shù)相同。兩種不同的滅弧柵片結(jié)構(gòu)如圖1所示。有U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片產(chǎn)品模型剖面圖如圖2所示。無U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片產(chǎn)品模型剖面圖如圖3所示。
根據(jù)產(chǎn)品的可開斷電流大小范圍，確定試驗(yàn)電壓為DC 1 500 V，在開斷正常電流情況下：臨界直流負(fù)載電流為4 A，額定電流為630 A;在開斷故障電流情況下：低短路開斷電流為5 kA，高短路開斷電流為20 kA。測量收集分?jǐn)鄷r(shí)的電流和電壓數(shù)據(jù)，通過試驗(yàn)對(duì)比說明不同滅弧柵片結(jié)構(gòu)在不同電流分?jǐn)鄷r(shí)的作用。
2結(jié)果分析
（1） 在臨界直流負(fù)載電流情況下。
斷路器在開斷臨界直流負(fù)載電流時(shí)，開斷電流比較小，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場很小，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也很小，動(dòng)靜觸點(diǎn)的弧根分別停留在動(dòng)靜觸頭上，弧根不發(fā)生位移，電弧的弧柱區(qū)域僅向柵片方向彎曲，電弧不進(jìn)入滅弧柵片，不被柵片切割，僅依靠介質(zhì)冷卻熄滅電弧，導(dǎo)致開斷的燃弧時(shí)間急劇增加。臨界電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖4所示。
從圖4可以看出，兩種滅弧柵片開斷臨界負(fù)載電流時(shí)，電弧電壓數(shù)值差不多，因?yàn)殡娀∥催M(jìn)入滅弧室，電弧電壓主要為弧柱電壓，在電弧熄滅時(shí)刻電弧電壓仍遠(yuǎn)低于電源電壓，電弧的熄滅是由于電弧的冷卻造成的。通過對(duì)比試驗(yàn)，說明電流較低時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)電弧的吸引效果較弱，在磁吹較弱的情況下不能加快臨界電流電弧的熄滅，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流的開斷無明顯的影響。
（2） 在額定電流情況下。
斷路器開斷額定電流時(shí)，電流比較大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場較大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也較大，電弧的弧根可以從動(dòng)靜觸點(diǎn)轉(zhuǎn)移至引弧片，電弧可以快速進(jìn)入滅弧室被滅弧柵片切割。兩種柵片額定電流開斷波形對(duì)比圖如圖5所示。兩種柵片額定電流開斷電弧電壓對(duì)比圖如圖6所示。
從圖5和圖6可以看出，當(dāng)斷路器剛斷開產(chǎn)生電弧的5 ms時(shí)間內(nèi)，兩種滅弧柵片對(duì)比試驗(yàn)的電弧電壓上升和電流下降值相差不大，因?yàn)閯偖a(chǎn)生電弧時(shí)，電弧還沒有被拉長，電弧電壓較低。在5 ms以后，電弧被快速拉長，有U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片被電流磁化后吸引電弧快速進(jìn)入滅弧柵片，電弧電壓快速上升，電弧電流快速下降，電弧燃弧時(shí)間短;無U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片磁化較弱，滅弧柵片和電弧的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，觸頭打開區(qū)域內(nèi)電弧受到的磁吹力較小，電弧的弧根轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)速度慢，電弧進(jìn)入滅弧室遠(yuǎn)端的柵片更困難，導(dǎo)致電弧電壓波動(dòng)大，電流下降的速度較慢，電弧的燃弧時(shí)間長。通過對(duì)比試驗(yàn)及波形圖，說明有U型結(jié)構(gòu)的滅弧柵片對(duì)額定電流電弧的熄滅有重要的影響。
在直流臨界負(fù)載電流和額定電流的分?jǐn)嘀?，因電流值相?duì)較小，電弧產(chǎn)生的能量低，對(duì)觸頭滅弧區(qū)域的絕緣材料灼燒不嚴(yán)重，絕緣材料產(chǎn)氣較少，滅弧室區(qū)域不能形成足夠的氣壓，沒有明顯的氣吹作用。
（3） 在低短路電流情況下。
斷路器開斷低短路電流時(shí)，電流比較大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場比較大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力大。同時(shí)，在能量較大電弧的作用下，絕緣材料的產(chǎn)氣量明顯增加，可較快地增加滅弧室的壓力，推動(dòng)電弧進(jìn)入滅弧室。低短路電流分?jǐn)嚯娏鞑ㄐ螌?duì)比圖如圖7所示。低短路電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖8所示。
從圖7和圖8可以看出，在產(chǎn)氣量相同，氣吹效果一致的條件下，無U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片的電弧電壓更容易出現(xiàn)較大的波動(dòng)，電弧熄滅得更慢。這是因?yàn)闆]有U型結(jié)構(gòu)特征的滅弧柵片對(duì)電弧的吸引效果較弱，電弧進(jìn)入滅弧室遠(yuǎn)處柵片的阻力較大，導(dǎo)致滅弧室切割電弧的滅弧柵片數(shù)量少，滅弧室的利用率低，在電弧電壓上升困難的情況下，電弧熄滅就變得相對(duì)困難，燃弧時(shí)間更長。在低短路電流情況下，因?yàn)闅獯敌Ч脑鰪?qiáng)，U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片磁吹的影響程度降低，總的效果使滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)低短路電流分?jǐn)嘤绊憸p小。
（4） 在高短路電流情況下。
斷路器開斷高短路電流時(shí)，短路電流很大，電流產(chǎn)生的自勵(lì)磁場很大，滅弧柵片對(duì)電弧的吸引力也很大。在高短路電流情況下，電弧能量很大，滅弧室絕緣材料在高電弧能量的灼燒下，極短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，使滅弧室區(qū)域壓力急劇增加，推動(dòng)電弧快速進(jìn)入滅弧室。高短路電流分?jǐn)嚯娏鞑ㄐ螌?duì)比圖如圖9所示。高短路電流分?jǐn)嚯娀‰妷翰ㄐ螌?duì)比圖如圖10所示。
從圖9和圖10的兩個(gè)對(duì)比圖中可以看出，電弧從產(chǎn)生到進(jìn)入滅弧室的時(shí)間內(nèi)，電流和電弧電壓的上升速率幾乎相同，在滅弧室內(nèi)保持的電弧電壓也幾乎相同，總的分?jǐn)鄷r(shí)間都約20 ms。說明在高短路電流的分?jǐn)嘀?，產(chǎn)氣材料產(chǎn)生的氣吹力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磁吹力，兩種滅弧柵片結(jié)構(gòu)的分?jǐn)鄷r(shí)間幾乎沒有差異，在整個(gè)分?jǐn)鄿缁∵^程中，氣吹起到了主要的作用。通過對(duì)比試驗(yàn)說明，在高短路電流情況下，因氣吹滅弧占據(jù)主要的作用，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)的磁吹作用對(duì)短路分?jǐn)酂o明顯影響。
3結(jié)語
U型結(jié)構(gòu)滅弧柵片在不同電流分?jǐn)嘀衅鸬降淖饔貌煌．?dāng)分?jǐn)嗯R界直流負(fù)載電流時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)特征對(duì)臨界直流負(fù)載電流的開斷無明顯的影響。當(dāng)分?jǐn)囝~定電流時(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)額定電流電弧的熄滅有重要的影響。當(dāng)分?jǐn)嗟投搪冯娏鲿r(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)低短路電流電弧的熄滅有微小的影響。當(dāng)分?jǐn)喔叨搪冯娏鲿r(shí)，滅弧柵片的U型結(jié)構(gòu)對(duì)高短路電流電弧的熄滅幾乎無影響。
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收稿日期： 20240517
Analysis of the Influence of U-Shaped Arc Extinguishing Grid on
Different Levels of Current Breaking
SUN Liangquan
［Shanghai Electric Apparatus Research Institute（Group） Co.， Ltd.， Shanghai 200063， China］
Abstract： This article compares the breaking tests of two types of arc extinguishing grid structures at different current levels，and obtains the degree of influence of different arc extinguishing grid structures on different current breaking.The results show that the U-shaped structural characteristics of the arc extinguishing grid have no significant impact on the critical DC load current breaking，have an important impact on the rated current breaking，have a slight impact on the low short-circuit current breaking，and have no significant impact on the high short-circuit current breaking.This article analyzes the voltage and current waveforms of arcs under different DC currents，which can help improve the performance and reliability of products.
Key words： DC circuit breaker; arc extinguishing grid structure; current interruption; magnetic blowing
