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断路器分合闸线圈电磁力的分析与计算论文_邓先进

(贵州省黔南龙里县供电局 贵州省 551200)

摘要:分合闸线圈是断路器进行可靠分合的重要部件,本文根据电磁场理论和能量守恒定律来推导分合闸线圈的电磁力公式,并结合实际举例说明,对如何选择合适的线圈提供参考。

关键词:线圈;电磁力;分析计算

断路器是电力系统中重要设备,正常工作时分合负荷电流,故障情况时配合继电保护及时断开故障电流,保证其它设备的安全,因此其分合闸的可靠性至关重要,而断路器的分合是靠分合闸线圈来实现的,即线圈接到分合指令,接通电源,建立磁场,产生电磁力,实现分合闸。

那么如何来计算分合闸线圈的电磁力呢?电磁力又与哪些因素有关?下面来分析:

一、计算线圈产生的磁场强度B

如图一,根据毕奥-萨伐尔定律、安培环路定理可得线圈内部的磁感应强度B

从上式中可以知道,电磁力与磁导率、匝数的平方、电流的平方、空气隙成正比,与线圈的长度成反比,对于同一种型号的线圈,电磁力只与安匝数的平方有关,下面举例说明。

一台型号为ZW8-12真空开关,配CT8型操动机构,首先用线圈1(N=2920匝、R=148Ω)装上,力量很小,顶杆不能顶开合闸擎子,合闸不可靠;然后用线圈2(N=2690匝、R=69Ω)装上,线圈能够轻易的顶开合闸擎子,力量较大,能可靠合闸。原因正如上面的分析,对于同一型号的线圈,产生电磁力的大小只与N2I2有关,因此将两者的安匝数的平方进行比较有:

F线圈2/F线圈1=26902×(220/69)2/29202×(220/148)2

=3.90

两只线圈产生的电磁力之比3.9,所以线圈2能够可靠合闸。

因此当我们在实际工作中遇到类似的问题时,就可以根据线圈铭牌上的数据来计算选择合适的分合闸线圈,保证分合闸可靠性。值得一提的是,电磁力的推导是从电力系统常用的直流线圈推导出来,但对交流线圈也是适用的。

参考文献:

[1]陈暨耀改编.电磁学.北京:高等教育出版社,2010

论文作者:邓先进

论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期

论文发表时间:2019/9/15

本文来源: https://www.lw33.cn/article/b9ba4fef0c2e5ae2fd921fc4.html