第四章觸頭與滅弧系統第一節概述觸頭與滅弧系統是開關電器的重要組成部分觸頭工作分為四種情況分斷狀態閉合狀態閉合過程分斷過程第四章觸頭與滅弧系統第一節概述1第一節概述觸頭與滅弧系統設計依據負載電路的電壓、電流、功率因數或時間常數分斷與閉合能力負載工作制電路的固有振蕩頻率與振幅系數電壽命與機械壽命第一節概述觸頭與滅弧系統設計依據2第二節閉合工作的觸頭接觸電阻（表4-2、4-3）接觸力與可承載的電流有關，與結構及散熱情況有關不應超過材料的屈服極限長期閉合工作的可動連接接觸壓力按表4-4選擇電流密度按表4-5選擇不同接觸形式單位電流接觸力按表4-6選擇第二節閉合工作的觸頭接觸電阻（表4-2、4-3）3第三節載流情況下觸頭的閉合觸頭彈跳的過程第三節載流情況下觸頭的閉合觸頭彈跳的過程4第四節載流情況下觸頭的分斷均質觸頭材料的金屬蒸發對弧根的影響燃弧時電弧在觸頭表面形成若干個弧根，弧根區域中形成一個深池，觸頭材料由熔池蒸發，對觸頭產生嚴重的燒損第四節載流情況下觸頭的分斷均質觸頭材料的金屬蒸發對弧根的5第四節載流情況下觸頭的分斷非均質觸頭材料上金屬的蒸發促使弧根穩定沸點高的材料形成骨架，在弧根區域銀先熔化沸騰，蒸發出來的銀蒸氣對骨架起冷卻作用，包圍弧柱，促使弧根停留在原處，減少金屬蒸發而產生的磨損第四節載流情況下觸頭的分斷非均質觸頭材料上金屬的蒸發促使6第四節載流情況下觸頭的分斷觸頭分斷產生電弧，盡快將電弧引至引弧角第四節載流情況下觸頭的分斷觸頭分斷產生電弧，盡快將電弧引7第五節觸頭參數的選擇與計算直流開關電器觸頭開距據臨界滅弧電流來選擇曲線1：自由電弧曲線2：有磁吹及有滅弧室區域1：隨電流增加燃弧時間增長區域2：與1相反臨界電流有磁吹：5-10A無磁吹：20-70A第五節觸頭參數的選擇與計算直流開關電器觸頭開距據臨界滅弧8第五節觸頭參數的選擇與計算直流電弧熄滅時的長度計算公式式中：---開斷電流---系數，不同氣體時系數見表4-9第五節觸頭參數的選擇與計算直流電弧熄滅時的長度計算公式式9第五節觸頭參數的選擇與計算直流接觸器第五節觸頭參數的選擇與計算直流接觸器10第五節觸頭參數的選擇與計算小電流：開距增大，燃弧時間減少（弧根在窄縫中運動受限）大電流：開距增大，燃弧時間增加（降低電弧運動速度）第五節觸頭參數的選擇與計算小電流：11第五節觸頭參數的選擇與計算交流電器滅弧時間不超過0.1S220V時無臨界電流區380V后與直流時一樣第五節觸頭參數的選擇與計算交流電器12第五節觸頭參數的選擇與計算觸頭選擇與計算步驟開距確定根據開關用途與通斷電流大小選擇觸頭材料由觸頭材料性能查出選用材料的熔化溫度,計算觸頭接觸電壓根據計算得出的接觸電壓與閉合工作電流,計算接觸電阻由接觸電阻經驗公式計算所需接觸力F

(設計時也可按經驗值選擇接觸力)第五節觸頭參數的選擇與計算觸頭選擇與計算步驟13第六節滅弧裝置絕緣材料滅弧室第六節滅弧裝置絕緣材料滅弧室14第六節滅弧裝置絕緣材料滅弧室第六節滅弧裝置絕緣材料滅弧室15第六節滅弧裝置柵片滅弧室第六節滅弧裝置柵片滅弧室16第六節滅弧裝置柵片滅弧室第六節滅弧裝置柵片滅弧室17第六節滅弧裝置柵片滅弧室第六節滅弧裝置柵片滅弧室18第六節滅弧裝置中小容量斷路器柵片滅弧室第六節滅弧裝置中小容量斷路器19第六節滅弧裝置大容量斷路器第六節滅弧裝置大容量斷路器20第六節滅弧裝置大容量斷路器第六節滅弧裝置大容量斷路器21第七節滅弧系統的計算低壓直流電器滅弧裝置的設計低壓直流電器熄弧方式分類A自然滅弧機械運動或電動力將電弧拉長B強制滅弧一般為磁吹（運用外加磁場增加電弧運動速度）第七節滅弧系統的計算低壓直流電器滅弧裝置的設計22低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法1）串聯磁吹線圈

優點：線圈與主觸頭串聯對熄滅大電流電弧有利

缺點：對熄滅小電流電弧不利

為此，需增加線圈匝數，串聯又增加線徑導致耗銅多低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法23低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法2）并聯磁吹線圈

優點：線圈接于電源電壓一定，B與線圈R與N有關，而與電弧電流無關，故與串聯磁吹相比，對熄滅小電流電弧有利，線徑小，N少，故耗銅少

缺點：極性固定，主回路或磁吹線圈接反，導致反吹滅弧不可靠線圈與主回路絕緣，受電弧影響，絕緣老化，結構性差低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法24低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法2）永久磁鐵

優點：節銅、節能，無絕緣問題，B與U、I無關

缺點：受外界磁場、溫度及振動而退磁，須進行穩磁處理至于極性可設計成無極性永磁磁鐵滅弧裝置低壓直流電器滅弧裝置的設計在觸頭間隙中產生外加磁場的方法25低壓直流電器滅弧裝置的設計直流滅弧裝置的設計

已知條件：電源電壓分斷電流1）初定磁吹線圈匝數、夾板之間距離等結構參數夾板距離(Δ)>觸頭寬度+滅弧室壁厚對于直流接觸器:低壓直流電器滅弧裝置的設計直流滅弧裝置的設計26低壓直流電器滅弧裝置的設計2）計算電弧電流在范圍,5-6個電流值的弧隙磁場強度3）按寬縫情況計算不同電弧電流時,電弧運動速度低壓直流電器滅弧裝置的設計2）計算電弧電流在范圍27低壓直流電器滅弧裝置的設計4）計算電弧直徑5）初定滅弧室尺寸A:縫寬寬縫滅弧室:窄縫滅弧室:低壓直流電器滅弧裝置的設計4）計算電弧直徑28低壓直流電器滅弧裝置的設計5）初定滅弧室尺寸B:初定電弧長度U—觸頭斷開時所承受的電壓--電弧電壓縱向梯度(V/cm)

低壓直流電器滅弧裝置的設計5）初定滅弧室尺寸29低壓電器講稿-觸頭及滅弧系統課件30低壓直流電器滅弧裝置的設計6）計算滅弧室的電弧電壓

7）作電弧靜態伏安特性及電路伏安特性5—6個:作出靜伏安特性:電路伏安特性低壓直流電器滅弧裝置的設計6）計算滅弧室的電弧電壓31低壓直流電器滅弧裝置的設計8）確定滅弧室尺寸兩特性無交點,電弧熄滅兩特性有交點,則增加重算兩者相切,此時電弧長度為臨界長度

滅弧室周界長度>臨界長度電弧不至于吹出滅弧室外低壓直流電器滅弧裝置的設計8）確定滅弧室尺寸32低壓直流電器滅弧裝置的設計9）若選用窄縫滅弧室

其余同上低壓直流電器滅弧裝置的設計9）若選用窄縫滅弧室33低壓交流電器滅弧裝置的設計

小電流交流電器一般不加滅弧裝置,而利用雙斷點或四斷點來提高介質恢復強度電流較大時,需采用滅弧裝置來迅速滅弧常用有:金屬柵片式滅弧室多縱縫滅弧室真空滅弧室低壓交流電器滅弧裝置的設計小電流交流電器一般不加滅弧裝34金屬柵片式滅弧室的設計原理

利用交流電弧過零時的近陰極效應滅弧金屬柵片滅弧室介質恢復強度特性在電弧電流過零后300μS以內金屬柵片式滅弧室的設計原理35金屬柵片式滅弧室的設計短弧段數的確定1)交流電弧電流過零瞬時,工頻恢復電壓值用三極電器分斷三相電路,若電源中性點與負載中性點

一點接地:兩點均接地:用兩極電器分斷單相電路:金屬柵片式滅弧室的設計短弧段數的確定36金屬柵片式滅弧室的設計短弧段數的確定2)恢復電壓國標:

電路固有