直流断路器的灭弧系统对于设备的安全运行至关重要,因为在电流中断过程中产生的电弧可能会损坏触点并破坏绝缘。
在交流系统中,电流每周期自然通过零点两次,交流断路器充分利用这些过零点来熄灭电弧。
然而,直流系统缺乏自然的电流过零点,使得直流断路器的电弧熄灭变得更加困难。因此,直流断路器需要专门的吹弧线圈或永磁吹弧技术,以强制将直流电弧驱动到灭弧室,在那里电弧被分割、拉长,并增加其电压,从而快速冷却并加速熄灭。
目前,直流开关柜中的灭弧装置主要由两个关键组件组成:吹弧线圈(电磁铁)和控制器。控制器主要负责获取电流信号,并在电流达到磁吹装置的动作阈值时,发送输出信号以给电磁线圈供电。
吹弧线圈(电磁铁)根据控制器输出的电流产生向上的机械力(安培力),将电弧驱动到灭弧室。
以下我们将重点介绍如何在运行维护或新线路调试期间,简单地验证直流进线和出线馈电断路器中的吹弧线圈(电磁铁)的极性(N极和S极)是否与工厂设定一致,确保产生向上的力以将电弧拉入灭弧室,实现正确有效的电弧熄灭。
I. 直流进线柜
如何确定磁极性的准确性:左侧的磁铁应为N极,右侧的磁铁应为S极。
如下图所示:根据左手定则,给定电流方向(I)和作用在其上的安培力方向(向上),可以确定磁通密度的方向(B)—从N极指向。因此,进线柜左侧的磁铁应为N极,右侧应为S极。
在分流器上施加毫伏级电压以激活磁吹装置。然后,将一个标准磁铁(已知极性)与进线柜中的磁铁接触。根据同极相斥、异极相吸的原理,验证磁极性的正确性。
II. 直流出线柜
如何确定磁极性的准确性:左侧的磁铁应为S极,右侧的磁铁应为N极。
如下图所示:根据左手定则,给定电流方向(I)和作用在其上的安培力方向(向上),可以确定磁通密度的方向(B)—从N极指向。因此,对于出线柜,左侧的磁铁应为S极,右侧应为N极。
在分流器上施加毫伏级电压以激活磁吹装置。然后,将一个标准磁铁与出线柜中的磁铁接触。根据同极相斥、异极相吸的原理,验证极性的正确性。
在日常维护中,人员必须掌握使用左手定则:给定电流方向和安培力(F),确定磁通密度的方向(B),以验证电磁铁的N极和S极方向是否正确,确保准确有效的电弧熄灭。