考虑阴极斑点动态特性的真空灭弧室触头磁场计算方法研究

真空断路器广泛应用于中压电力系统中，利用触头线圈产生的磁场调控真空电弧是提高真空断路器开断能力的重要手段，然而目前的设计方法没有综合考虑阴极斑点动态运动与触头线圈磁场的耦合效应，影响其设计准确性和精度。本文建立了考虑阴极斑点与磁场耦合关系的触头磁场计算模型，根据阴极斑点分布计算触头间隙控制电弧的磁场，并由磁场推进阴极斑点运动。在四分之一匝线圈式触头下，分析了阴极斑点分布对触头磁场的影响，对比了考虑耦合关系对触头磁场计算结果造成的差异。仿真结果表明，在阴极斑点的初始扩散阶段，纵磁变化不明显，而横磁随阴极斑点扩散而变化；稳定燃弧时，考虑耦合关系与否的纵磁最大差值可达纵磁最大值的24.1%。本文所建立的模型以及计算方法为真空灭弧室触头提供了一种新的设计思路与方法。