提升开断速度优化电磁斥力高速开断器介质恢复特性研究

"本文探讨了开断速度对电磁斥力高速开断器介质恢复特性的影响，通过建立仿真模型和实验分析，证明提升开断速度能够优化介质恢复特性。" 电磁斥力高速开断器是一种用于混合型限流熔断器的开断装置，其主要任务是快速转换线路状态，从通流到燃弧。这种开断器利用斥力线圈产生的脉冲电流和斥力盘中的涡流交互作用，产生电磁斥力，驱动动子撞击，从而迅速断开金属桥体，与爆炸辅助开断器相比，电磁斥力高速开断器无炸药限制，具有更好的安全性和经济性。 介质恢复特性是评价电磁斥力高速开断器性能的关键因素，它决定了开断器能否有效地分断故障短路电流，防止因过电压导致的分断失败。为了改善介质恢复特性，研究人员对各种环境下的介质恢复特性进行了深入研究。 在空气环境中，研究焦点在于电弧、气流和电磁场的相互作用，通过计算电弧流场和电磁场，分析剩余弧柱等离子体的电场畸变和热场变化。更复杂的情况会考虑紊流效应，以更准确地模拟实际工程环境。 真空环境中的研究侧重于恢复电压峰值和介质恢复强度的上升速度，特别是双断口或多断口真空开关的动态介质恢复过程。这些研究旨在解决多断口恢复电压分布不均匀的问题，已经建立了相应的静态和动态模型。 在SF6环境中，研究关注气体流动对介质恢复特性的影响，强调湍流对介质强度恢复的促进作用。为了优化设计，工程应用中常通过耦合气流场和电磁场的数值模拟来改进喷口结构，以促进湍流的形成和发展。 本文通过建立电磁斥力高速开断器的斥力仿真模型，优化外部驱动电路的电气参数，实现了37.2 m/s的高开断速度，与爆炸辅助开断相当。设计并实施了强迫换流型介质恢复试验电路，对比了不同开断速度下的介质恢复性能。高速摄像技术被用来捕捉介质恢复过程，结果验证了提升开断速度可以有效优化介质恢复特性，证实了模型的正确性。因此，提高开断速度是改善电磁斥力高速开断器性能的重要途径。