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电动斥力分布的规律与应用

【摘要】:根据已有的研究成果,框架断路器动导电杆上70%的电动斥力来自于触头区域电流收缩引起的Holm力,其余来自导电回路。根据Holm力简化计算公式可知,Holm力与电流的平方成正比,故动导电杆上Tr峰值分布与电流峰值分布规律接近。图7-13 软连接截面磁感应强度的分布

动导电杆上的电动斥力Tr峰值分布如图7-12a所示,可以看出其分布规律与电流峰值分布规律接近:A相呈凹形分布,B相和C相呈斜坡分布。根据已有的研究成果,框架断路器动导电杆上70%的电动斥力来自于触头区域电流收缩引起的Holm力,其余来自导电回路。根据Holm力简化计算公式可知,Holm力与电流的平方成正比,故动导电杆上Tr峰值分布与电流峰值分布规律接近。

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图7-11 C相电流变化曲线及其上感应电流示意图

a)C相电流变化的曲线 b)感应电流示意图(t=6.5ms)

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图7-12 电动斥力矩峰值的分布

a)动导电杆电动斥力矩Tr峰值的对比 b)总电动斥力矩TT c)软连接作用力Fb

考虑软连接作用力Fb后,总电动斥力矩TT的峰值分布如图7-12b所示,可以看出TT峰值为负值,即考虑软连接的作用后,TT不是斥开触头,而是压紧触头,这也是框架断路器设计中采用长度较长的软连接的一个重要因素;其次TT在各相动导电杆上都呈现凸形分布,这主要是因为TT=Tr-Fb×L,相比于TrFb×L项占据主导,而各相动导电杆上的软连接补偿力Fb呈现凸形分布,如图7-12c所示。软连接补偿力Fb的分布规律可以根据软连接y-o-z截面上磁感应强度分布来解释,如图7-13所示,电流方向垂直纸面向里,可以看出相对于内侧动导电杆,外侧动导电杆Bz分量较小,这就造成靠外侧软连接上的洛伦兹力y分量FM-y=Ix×Bz较小,而Fb=FM-y/2。换言之:外侧软连接上Bz相对较小,造成了其FM-y相对较小,以致Fb在各相呈凸形分布,从而使得考虑软连接后,各相动导电杆上TT峰值也呈现凸形分布。

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图7-13 软连接截面磁感应强度的分布(A相,10ms)