断路器在短路分断时,有时会出现一种电弧背后击穿现象,这种现象会严重影响断路器的短路分断性能。解释了背后击穿现象发生的原理,分析了影响因素。灭弧室的栅片对电弧背后击穿现象的影响最大,具体影响因素包括灭弧栅片的面积、长度、厚度、数量和位置等。改善产品的灭弧室散热是有效的解决方法,但是在小体积的断路器中,由于没有空间,所以宜用磁吹法、气吹法和内阻法来降低短路分断时背后击穿现象造成的影响。灵活掌握断路器产品体积、成本与短路分断能力之间的关系,有利于快速设计出符合需求的小体积、低成本产品。

快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头运动特性、液压缸缓冲特性和灭弧室反力特性的影响规律,在此基础上,对传动系统应力分布进行计算,对存在破坏风险的零部件提出改进策略,确定试验样机设计方案。研究结果表明:操作功对分闸速度影响明显,确定机构活塞杆侧作用面积为3160mm2,分闸速度提升至13.63m/s,触头机械分离时间缩短至4.45 ms,满足快速开断需求。随着机构操作功的提升,机构缓冲力峰值和灭弧室压气反力峰值提升明显,造成部分传动件应力值超标,通过优化液压操动机构缓冲性能以及传动件结构,设计出满足机械强度要求的传动系统。研究成果指导