带电子脱扣器的船用直流空气断路器研究

• 作 者: 杨明超
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: 空气断路器 直流电弧 分断能力 过电流 电子脱扣器

随着我国船舶电力推进的普及和容量的不断增加，对船用直流空气断路器的要求不断提高，主要表现在短路分断能力和过电流保护。本文选择我国船用ZDS直流空气断路器作为基型，重点对触头及灭弧系统设计、电子脱扣器设计等问题进行了研究，为船用直流空气断路器走向电子化、模块化，为断路器工程设计奠定了基础。
本文首先给出了直流断路器的电弧特性和熄弧原理，对直流电弧的熄灭条件和熄灭方法进行了分析探讨，分析了电感对燃弧时间的影响及限制断口过电压的方法。
在探讨提高断路器短路分断能力的研究中，着重研究了触头材料的配对选择和灭弧系统中消弧装置的设计。针对直流断路器分断能力研究中的难点，采用混合式灭弧室和独立安装的消弧装置来提高分断能力并限制弧区，通过Cu-AgW,AgW-AgW触头配对分断能力对比试验，发现了影响分断能力的关键要素，通过电弧停滞时间的分析，判定了两种触头配对材料的优劣。
为实现断路器过电流保护，摒弃了原电磁式结构，重新设计了电子脱扣器。主要完成了电流检测、控制单元及直流变换器的设计；并介绍了电子脱扣器的电磁兼容工程设计。
以研制的样机为对象，介绍了断路器短路分断试验和过电流保护分断试验的电路和方法，对断路器性能指标进行了试验验证，对试验结果进行了分析。
最后，本文对研究工作进行了总结，并对直流断路器下一步的研究进行了展现。