交流框架式低压断路器灭弧系统研究

摘要

框架式断路器在舰船电力系统中发挥着重要的作用，其工作的可靠性直接关系到舰船电力系统的安全，乃至影响到舰船的战斗力。为满足我国新型舰艇的发展需要，由上海电科所承担《智能型、小型化舰用框架断路器研制》项目，该项目被列为国家“十五”军用先进材料科研重点项目。本课题的立题正是源于该项目研制的一项关键技术-----断路器新型灭弧系统的研究，根据该项目的总体技术方案即走“军民结合”的道路，以民用DW45系列框架式断路器为基础，对其进行舰用化设计，本课题的基本技术要求为：通过对框架式断路器的灭弧系统的研究，对DW45系列框架断路器的灭弧系统提出改进措施，使1000A框架断路器分断能力达到100KA。全文分为五章予以叙述：首先，概要介绍框架式断路器的功能、组成、分类和对灭弧系统的要求，然后对交流电弧的理论进行分析研究；对现有框架式断路器的灭弧装置结构型式、各自的优缺点进行分析研究。同时，确定了满足研制新系列舰用框架式断路器所需的灭弧系统的技术方案，在此基础上，对所确定的技术方案通过改变灭弧室条件进行断路器开断不同短路电流情况下电弧移动过程的测试研究工作，并提出了改进措施，最后是全文的总结和展望。本人在课题中，负责了断路器灭弧系统研制的全过程，并承担了主要的研究工作：1.研究分析了电弧产生的机理、交流电弧的特性、交流电弧熄灭原理及过程、 影响交流电弧熄灭的主要因素等多方面的电弧理论。2.分析、研究了现有框架式断路器的各种灭弧装置的结构型式、各自的优缺点，并确定了该项目研制所需的断路器灭弧系统的技术方案。3.对采取的断路器灭弧系统技术方案进行了断路器开断短路电流时电弧移动过程的测试分析以及改变灭弧室条件(如改变栅片数量、产气材料的应用)在各种不同短路电流情况的试验研究分析工作。4.通过对断路器各种情况下的短路试验结果的分析研究，取得了对断路器灭弧系统技术方案的改进措施，并最终采用工程样机进行了80KA、100KA短路分断能力试验，取得满意的结果。 本文通过对断路器开断短路电流过程中电弧理论的综合分析研究，以及现有的各种框架式断路器灭弧装置结构特点分析，对DW45-2000框架式断路器灭弧系统中灭弧栅片的数量和结构形式，产气材料的应用，以及断路器在开断短路电流过程中电弧移动过程的试验研究和分析，提出了相应的技术改进措施，并通过断路器的短路分断能力试验对所取的研究成果进行了论证。因此，无论从技术原理还是从实际应用的角度，本课题的研究工作已经基本完成。特别是在框架式断路器上进行电弧移动过程的测试研究和产气材料的应用研究工作是本论文的主要技术创新。 本课题的研究成果已经应用到国家“十五”军用先进材料科研重点项目中，应用方向明确，为我国的海军装备建设服务，具有十分重要的政治意义和社会效益。

目录

论文独创性声明及论文使用授权声明

摘要

引言

第一章框架式低压断路器综述

第二章交流电弧的理论研究

第三章断路器灭弧系统的研究

第四章断路器灭弧系统试验研究

第五章全文总结

致谢

攻读硕士学位期间发表论文和取得的科研成果

参考文献

附录