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1.1 对低压断路器开断性能的要求 1

第1章 绪论 1

1.2　塑壳限流断路器的开断过程 5

1.3　塑壳限流断路器的结构方案 7

1.4　本书实验研究所用测试设备 9

1.4.1　单频振荡回路和各种传感器 9

1.4.2　二维光纤阵列电弧运动测试系统 10

1.5　开关电弧基础 13

1.5.1　空气介质中的开关电弧 13

1.5.2　交流电弧的开断 16

1.6　低压电器开断技术发展简介 18

参考文献 21

2.1　决定触头斥开时间的因素 24

第2章 塑壳断路器触头斥开与电弧停滞过程 24

2.2　电弧停滞现象 29

2.2.1　电弧停滞时间的定义 29

2.2.2　电弧停滞时间对低压电器性能的影响 29

2.3 电弧停滞现象的机理 31

2.3.1　金属相电弧向气相电弧的转变 31

2.3.2　电弧在磁场作用下的速度场 33

2.3.3　限流断路器在电弧停滞过程中的气体动力学 34

2.4　影响电弧停滞时间的各种因素 37

2.5 电弧从触头到弧角的转移 42

参考文献 45

3.1 断路器触头系统的自励磁场 48

第3章 磁吹和气吹对电弧的冷却和驱动作用 48

3.2　电弧在跑弧道中运动的速度 51

3.2.1　静止介质中电弧运动速度的计算 51

3.2.2　不同条件下的电弧运动速度 54

3.3　基于灭弧室内气体高温形成的气吹 56

3.3.1　灭弧室内的压力 56

3.3.2　存储气体压力产生气吹的灭弧室结构 58

3.4　基于电弧对产气材料的侵蚀造成的气吹 59

3.4.1　绝缘材料产气与灭弧室压力 59

3.4.2　利用绝缘材料产生气吹的灭弧室结构 60

3.5　不同灭弧室结构条件下气吹灭弧的实验研究 61

3.5.1　实验模型 61

3.5.2　上下出气口不同配置时的开断性能 63

3.5.3　不同器壁产气材料时的开断特性 66

3.6　电弧等离子体温度的光谱诊断 69

3.6.1　电弧等离子体的光谱诊断方法 69

3.6.2　实验装置、测试系统与试验线路 72

3.6.3　实验结果与分析 73

参考文献 75

第4章 电弧进入灭弧栅片后的背后击穿现象 78

4.1 电弧的背后击穿现象的电路模型 78

4.2　观察电弧的背后击穿现象 81

4.3　背后通道热击穿条件分析 85

4.4　具有收缩型跑弧通道的灭弧室 88

4.5　一种带产气材料夹层的栅片灭弧室 91

4.6 消除和减弱背后击穿现象的其他方法和措施 94

4.7 用磁流体动力学电弧动态数学模型仿真电弧背后击穿现象 96

4.7.1　磁流体动力学电弧数学模型 96

4.7.2　背后击穿现象的仿真 99

参考文献 104

第5章 动触头斥开过程与机构动作的配合 107

5.1 概述 107

5.2　气动斥力 107

5.3　分析两种过程的配合 112

5.3.1 斥开过程中动触头受力分析 112

5.3.2　两个过程配合与动触头跌落现象 115

5.4　操作机构起动时间t1和动作时间t2的测量 117

5.5 动触头跌落现象与短路电流合闸相角的关系 119

5.6　防止动触头斥开后跌落现象的措施 122

参考文献 126

第6章 电弧电压的提高与灭弧系统研发新技术 128

6.1 电弧电压的组成部分 128

6.2 电弧电压两个分量的作用 129

6.2.1　电弧电压的经验公式 129

6.2.2　两种压降作用的实验验证 130

6.3 提高电弧电压时两个分量的相互联系 132

6.3.1 双向斥开触头的电弧电压 132

6.3.2　双断点开断的电弧电压 133

6.4　屏幕开断与窄缝灭弧的电弧电压 137

6.4.1 屏幕开断与窄缝灭弧的灭弧室结构原理 137

6.4.2　窄缝灭弧室的电弧电压 138

6.4.3　两种灭弧室的对比试验 140

6.5　基于现代测试手段的低压灭弧系统研发新技术 142

6.5.1　低压灭弧系统研发新技术 142

6.5.2　塑壳断路器灭弧室的优化设计 143

6.5.3　用引弧板改进灭弧室的开断性能 145

参考文献 149

第7章 电弧电流过零后的介质恢复 151

7.1 概述 151

7.2　两种重击穿现象的计算与分析 155

7.2.1　介质击穿过程的计算与分析 155

7.2.2　击穿电压的热重燃模型 159

7.3　介质恢复强度的测量方法 160

7.3.1　单电源一次击穿法 161

7.3.2　双电源多次击穿法 162

7.4　不同开断电流和栅片厚度的介质恢复与重燃过程 165

7.5　产气材料与灭弧室出气口尺寸对介质恢复过程的影响 168

参考文献 173

第8章　新的限流技术 175

8.1 概述 175

8.2 PTC限流元件 175

8.2.1　导电聚合物PTC材料 176

8.2.2　导电聚合物PTC元件与断路器的组合 177

8.3　基于粉末颗粒的限流开断技术 179

8.4　液体金属限流器 181

参考文献 183