论文题目: 一种具有四极纵向磁场触头结构的真空灭弧室的研制
论文类型: 硕士论文
论文专业: 电子与通信工程
作者: 王强
导师: 张晓霞,陈军平
关键词: 真空灭弧室,四极,纵向磁场,触头
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在大电流水平下真空电弧的收缩特性取决于触头的材料和结构，在真空灭弧室中纵向磁场(AMF)触头能够阻止真空电弧收缩。扩散型电弧对电极的能量作用小，因此，纵向磁场触头提供了开断短路电流的优良性能。根据触头设计的不同，纵向磁场的分布也不同，对于单极触头纵向磁场的方向在整个电极间隙中都是相同的，对于多极触头纵向磁场的方向则是变化的。 本文描述了一种新型四极纵向磁场触头设计及其特性，该四极纵向磁场触头不但能够产生很强的纵向磁场，而且回路电阻低，尤其适用于额定短路开断电流大、额定电流大且触头开距小的真空来弧室。本文研究了这种新型触头设计的基本工作原理。该触头设计提供了四个纵向磁通量密度分布(数值上)基本相同的区域，也就是说，给出了四个条件相同的触头区域。通过在两触头盘后分别设置两组铁芯，建立了磁路，磁感应线被迫四次穿越两触头之间的平面。纵向磁场由两部分复合产生，一部分贡献来自磁路，另一部分通过触头盘上的开槽产生。 本文采用有限元程序软件进行了三维场仿真分析，研究了电弧燃烧期间纵向磁通密度的大小、涡流的影响以及触头盘上电流的流向。计算了电流峰值时触头间隙中心平面和触头表面上的纵向磁场分布，分别对电流零点时触头表面及触头间隙中心平面上的纵向磁场和涡流进行了计算，并计算了电流零点时的纵向磁场滞后时间。仿真分析结果表明，这种四极纵向磁场触头在触头间隙上产生的纵向磁场很强。在铁芯叠片后，能够减小涡流，因此也减小了电流零点时的残余纵向磁场和纵向磁场滞后时间。采用12kV／3105kA和12kV／40kA的短路电流合成试验验证了这种触头的开断性能，根据实验后触头表面的烧蚀情况，分析了四极纵向磁场在大电流时对电弧特性的影响。同时，由于在这种四极纵向磁场触头真空灭弧室的闭合位置，电流直接从导电杆流经电极，因此它具有了优良的载流性能，这一点对大电流应用非常重要。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 真空开关的发展简介
1.2 真空灭弧室的基本结构和工作原理
1.3 本课题的研制背景
1.4 本课题的研究内容
第二章 真空灭弧室电弧控制技术
2.1 真空间隙的击穿机理概述
2.1.1 电子发射引起的预击穿机理——场电子发射理论
2.1.2 阴极或阳极引起的击穿
2.1.3 微粒引起的击穿机理——微粒说
2.2 真空电弧的形态
2.3 真空电弧的控制技术
2.3.1 横向磁场触头
2.3.2 纵向磁场触头
2.3.3 纵向磁场对真空电弧的作用
2.3.4 纵向磁场强度对开断性能的影响
第三章 四极纵向磁场触头的研究及仿真分析
3.1 四极纵向磁场触头的结构原理
3.2 四极纵向磁场触头的结构设计
3.3 四极纵向磁场触头结构的材料
3.3.1 触头材料
3.3.2 铁磁片材料
3.4 四极纵向磁场触头的磁场仿真分析
3.4.1 触头仿真分析模型的建立
3.4.2 Φ70mm触头的磁场仿真分析
3.4.2.1 整体铁芯磁场仿真分析
3.4.2.2 叠片铁芯磁场仿真分析
3.4.3 Φ58mm触头的磁场仿真分析
3.4.4 Φ80mm触头的磁场仿真分析
第四章 四极纵向磁场触头性能的实验与分析
4.1 四极纵向磁场触头真空灭弧室的装配
4.2 四极纵向磁场触头真空灭弧室的静态参数测试
4.3 四极纵向磁场触头真空灭弧室的短路电流开断能力实验
4.3.1 合成回路的构成原理
4.3.2 本实验所采用的合成回路
4.3.3 实验步骤
4.4 实验结果与分析
4.5 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
发布时间: 2006-11-28
参考文献
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