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要使電弧電壓迅速升高,傳統的有兩種方法：(1)磁吹線圈。這種情況下,電弧將會被迅速拉長,它不僅增加了電弧的長度,而且也增加電弧的熱傳導面積。(2)使用引弧道來迅速升高電弧電壓。當觸頭打開時,沿著引弧道上的電磁力將拉長電弧,當電弧被驅動到滅弧室,就會進一步分割、冷卻,這種方法的前提要求:①電弧必須能被強迫脫離觸頭(在觸頭間的間隙大于約1mm時,它才會發生);②電弧必須很快地脫離觸頭區,這樣就減少了觸頭材料的損耗,同時,觸頭間隙恢復;③電弧必須以很快的速度沿著引弧道運動(約100m/s),然后進入去離子柵片以提高終的電弧電壓值。
在限流斷路器的設計中,有以下4個基本的原則：
a 觸頭迅速打開
b 迅速提高電弧電壓
c 使終的電弧電壓值高
d 快速的介質強度恢復。
常用的限流技術分三類：
1)人工零點法。高壓熔斷器利用電弧去產生人工零點,使得弧隙中的電流為零,從而使電弧熄滅。
2)提高電弧靜態伏—安特性法。通常采用去離子柵法、絕緣柵法、窄縫法及VJC法等。去離子柵法就是利用金屬柵片把電弧分割成若干個互相串聯的短弧,利用短弧的壓降來提高電弧電壓而使電弧熄滅;絕緣柵法:即柵片是絕緣的,其作用是導出電弧的熱量,以提高電弧的弧柱壓,同時,柵片將電弧分割成若干段的短弧,每一柵片就是短弧的電極,同時產生許多個陽極壓降和陰極壓降,對直流電弧而言,利用近極處的電弧電壓降加弧柱的電壓降一起滅弧;窄縫法,通常采用多重窄縫,這樣,可以減少電弧進入上部窄縫的阻力,因而在驅動電弧運動的電磁力給定時,可以采用比單窄縫滅弧室更小的縫隙,一方面可將電弧直徑壓縮,使電弧同縫隙壁緊密接觸;另一方面,也使電弧面積增加,長度增長,高壓穿墻套管這些都進一步加強了冷卻和去游離的作用,使電弧熄滅;VJC法主要是在電極的四周覆蓋一定厚度的絕緣物或高電阻金屬材料,從而對電弧弧柱進行控制,以達到升高電弧電壓的目的。固體絕緣屏幕法是利用一固體絕緣屏幕快速插入到分斷故障電流的觸頭中,使觸頭間燃燒的電弧被屏幕隔開而迅速熄滅。以上這些方法通常綜合使用,如VJC及多窄縫法,以取得更好的限流分斷的效果。
3)提高觸頭分斷速度法。通常利用巨大的斷開彈簧或其他加速裝置將觸頭拉開,或利用儲能的電容器對斥力線圈放電在鋁盤中感應出渦流來產生巨大電動斥力,將動觸頭打開,與此同時,盡量加快脫扣器的動作及機構的動作,以高壓負荷開關達到高速分斷的目的,這樣,分離時所需時間越小,則限流作用就越大。在六十年代,電力電子器件就被引入到電器中。現在,已有無觸頭的晶閘管斷路器、觸頭—晶閘管并聯的混合式斷路器在某些得到開發、并有一定程度的應用,但由于電力電子器件存在導通壓降大造成的能耗高、分斷電器不能形成間隙絕緣距離、過載能力差、工作參數缺乏相應的各個電壓等級以及費用高,這些使其構成的無觸點電器不能大量應用。
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