框架斷路器觸頭系統電動力仿真分析

鄒 順，李 杰，任志剛

應用研究

框架斷路器觸頭系統電動力仿真分析

鄒 順1，李 杰1，任志剛2

（1.武漢船用電力推進裝置研究所，武漢 430064；2. 船舶綜合電力技術重點實驗室，武漢 430064）

框架斷路器動觸頭電流和電動力分布不均，通過有限元分析研究觸頭系統的電動力。研究結果表明：兩側的觸頭片受到的電動斥力較大，中間的觸頭片受到的電動斥力較小；觸頭片受到向中間的吸力，且兩側的觸頭片受到的吸力大，中間的觸頭片受到的吸力小。

框架斷路器 觸頭系統 電動力

0 引言

斷路器額定短時耐受電流能力是其重要指標之一，因為斷路器在短路情況下，觸頭間產生的電動斥力可能導致觸頭斥開，斷路器不能工作。觸頭系統的電動穩定性是決定其技術指標的重要因素，因而對觸頭系統進行分析非常必要。

觸頭系統的設計以往主要通過類似樣機進行參照，仍需要通過試制和試驗來驗證其可靠性[1]。本文以額定4 000 A等級框架斷路器為例，通過有限元進行分析，得到了觸頭系統電動力的一般規律，可作為觸頭系統設計的參考。

1 觸頭系統電動力

動觸頭受到的電動力由洛侖茲力和霍爾姆力構成[2]。本文通過有限元分析，求解觸頭系統電動力；根據電流分布，通過數值分析迭代求解霍爾姆力，同時研究了觸頭片間電動力的分布。

1.1 觸頭系統電動力等效計算

以動觸頭片為例對觸頭系統電動力計算進行說明，見圖1。動觸頭在力矩z作用下發生轉動。以單元為例，其電動力F通過其電流密度J和磁通密度B確定；……