因此如何合理的設(shè)置鐵芯以及如何合理的設(shè)計鐵芯結(jié)構(gòu)成為提高真空滅弧室可靠性的關(guān)鍵。針對杯狀縱磁真空滅弧室觸頭，本文設(shè)計了兩種不同結(jié)構(gòu)的鐵芯，一種是結(jié)構(gòu)為環(huán)狀的鐵芯，為了減小渦流的影響，在環(huán)形鐵芯上開一個間隙為1 mm 的斷口;另一種結(jié)構(gòu)為圓周方向布置的柱狀鐵芯，柱狀鐵芯相互不接觸，因此可以更好的減小渦流的影響。采用有限元分析方法對比分析了兩種不同結(jié)構(gòu)鐵
芯對縱向磁場和剩余磁場以及磁場滯后時間的影響。  觸頭結(jié)構(gòu)模型  文中仿真所采用的兩種不同鐵芯結(jié)構(gòu)的觸頭模型如圖1 所示，觸頭杯均有4 個杯指，為了防止觸頭片上產(chǎn)生渦流，對應(yīng)的在觸頭片上開有四個周向均勻布置的徑向直槽。觸頭外徑尺寸為78 mm，壁厚11 mm，弧柱直徑與觸頭外徑尺寸相同，柱狀鐵芯12 個，仿真模型中觸頭開距為10 mm，杯座材料為無氧銅，支撐盤材料為不銹鋼，觸頭片材觸頭在高真空中分離時，其電弧表現(xiàn)形式與外觀特性都與在空氣中的情形有較大區(qū)別。真空斷路器的擊穿機理目前主要有場致發(fā)射、粒撞擊和粒子交換
三種假說，在短間隙真空斷路器的相關(guān)研究中，通常由場致發(fā)射效應(yīng)占主導(dǎo)。在觸頭斷開時刻，整個陰極表面會產(chǎn)生金屬蒸氣。理論上是由于觸頭分開瞬間，電流集中在觸頭表面某點上，導(dǎo)致金屬橋熔化且部分金屬原子發(fā)生電離。隨著觸頭開距的增大，場致發(fā)射與間隙擊穿增強，觸頭表面金屬凸點不斷溶化并向觸頭間隙補充金屬粒子。此時陰極斑點會在陰極表面形成，并有更多的高能等離子體形成并擴散至間隙內(nèi)。電弧引燃后，充滿等離子體的電極間
隙變成良好導(dǎo)體，同時陽極開始向電弧提供粒子。在縱向磁場作用下，電弧等離子體由觸頭中心向周圍擴散，此過程會維持一段時間。對于交流真空斷路器而言，電流到達(dá)峰值后會逐漸減小，兩觸頭向等離子體提供的粒子同樣減少，此時電極間隙內(nèi)主要為弧后殘存粒子，伴隨著觸頭完全斷開，殘存粒子逐漸擴散至消失，斷路器完成開斷。  真空電弧等離子體的產(chǎn)生過程，可以表現(xiàn)為觸頭開距增大、觸頭表面金屬蒸發(fā)，伴隨場致發(fā)射效應(yīng)和金
屬電離，由于兩極電子、金屬離子的不斷補充，終形成電弧。在電弧等離子體的研究方面，王景、武建文等運用連續(xù)光譜法分析了電子溫度和電子密度，并討論了中頻情況下，電弧過渡及擴散兩種形態(tài)。胡上茂、姚學(xué)玲等利用RC 阻容式電荷收集器，對初始等離子體的觸發(fā)特性進(jìn)行了研究。舒勝文、黃道春等通過對真空斷路器開斷過程的再研究，提出數(shù)值方針結(jié)合實驗的方法，給出開斷過程不同階段所需的數(shù)值仿真方法及關(guān)注點。趙子玉等通過C
CD 攝像技術(shù)，分析了真空電弧的重燃及抑制措施

混合型直流真空斷路器工作原理混合型直流真空斷路器典型結(jié)構(gòu)見圖1，它由斥力真空觸頭機構(gòu)(VI)、換流電路(C-F-L-D)和避雷器(MOA)并聯(lián)組成?；旌闲椭袎褐绷髡婵諗嗦菲鞯难芯繄D1HDCVB結(jié)構(gòu)示意圖正常情況下，斥力真空觸頭機構(gòu)處于合閘狀態(tài)，換流晶閘管組件處于關(guān)斷狀態(tài)，換流電容預(yù)充電。當(dāng)傳感器檢測到故障電流或控制器接到分閘指令后，立即觸發(fā)斥力機構(gòu)驅(qū)動觸頭分離(t1)，真空滅弧室觸頭分離形成真空電弧，觸頭間產(chǎn)生弧壓。當(dāng)觸頭間隙形成足夠的開距或延遲一定的時間后(t2)，控制器向晶閘管組件F發(fā)出導(dǎo)通號，主回路電流i開始向換流支路轉(zhuǎn)移，換流電容C的放電電流iC一部分可能會從二極管D上流過，VI支路電流iVI將逐漸減小直至過零熄弧(t3)。換流電流大于主回路電流部分將流過二極管支路(t3~t4)。當(dāng)iD過零D截止后，主回路電流全部轉(zhuǎn)移到C-F-L支路上(t4)，一體的規(guī)模型企業(yè)，公司技術(shù)力量雄厚，設(shè)備配套完善，產(chǎn)品型號多樣，隨著公司的不斷發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計科學(xué)、制作精良、造型美觀，是現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的理想的配套產(chǎn)品，其中戶內(nèi)（外）真空斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)，氧化鋅避雷器，熔斷器，穿墻套管，絕緣子，電流互感器，高壓電力計量箱等一系列高低壓電氣產(chǎn)品暢銷全國各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠經(jīng)營，優(yōu)良服務(wù)”的企業(yè)宗旨；一直致力于追求卓越的民族電氣工業(yè)，為廣大新老用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和良好的服務(wù)而不懈努力，您的滿意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來。同時，斷路器兩端出現(xiàn)正向過電壓。當(dāng)換流電容反充電壓大于MOA動作電壓后(t5)，電流向MOA支路轉(zhuǎn)移，MOA開始限壓吸能。隨著F電流減小到零后截止關(guān)斷，短路電流全部轉(zhuǎn)移到MOA上(t6)，系統(tǒng)感抗中存儲的能量被MOA吸收耗散(t6~t7)，終電流減小到零被切斷，分?jǐn)噙^程結(jié)束(t7)，見圖2?；旌闲椭袎褐绷髡婵諗嗦菲鞯难芯繄D2HDCVB分?jǐn)噙^程示意圖斥力真空觸頭機構(gòu)VI上并聯(lián)二極管組件D使分?jǐn)噙^程中恢復(fù)過電壓出現(xiàn)的時刻后移，為觸頭電流過零后動靜觸頭間介質(zhì)恢復(fù)創(chuàng)造了近似零電壓的恢復(fù)過程，增強了觸頭間隙后續(xù)承受恢復(fù)電壓的能力，提高了分?jǐn)嗫煽啃浴Ｔ陔姼蠰兩端并聯(lián)續(xù)流二極管的目的是為了減小晶閘管組件通過浪涌電流后截止時的du/dt和降低電容反充電壓幅值?；趶娖葥Q流原理的HDCVB通流能力強，分?jǐn)嚯娏鞲?，且分?jǐn)鄷r間短，限流效果和工程適用性好。5、結(jié)語混合型中壓直流真空斷路器方案，原理簡單、分?jǐn)嗨俣瓤?、可靠性高，可以實現(xiàn)大容量中壓直流分?jǐn)?，基于斥力原理的真空觸頭機構(gòu)可以實現(xiàn)額定電流通流和快速動作的功能;中壓脈沖功率組件均壓措施改善了串聯(lián)應(yīng)用的分壓特性，采用擴大門極和強觸發(fā)可有效提高浪涌通流能力，光控觸發(fā)的方案實現(xiàn)了電氣隔離，節(jié)約了觸發(fā)電源;避雷器的能量等效性原則和參數(shù)設(shè)計方法等為中壓直流短路器的研制打下了堅實的基礎(chǔ)。